Složité organické molekuly v mladém hvězdném systému

V protoplanetárním disku obklopujícím mladou hvězdu se astronomům poprvé podařilo odhalit složité organické molekuly, které jsou považovány za základní stavební kameny života. Pozorování provedená pomocí radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) opět dokazují, že podmínky, za jakých vznikala Země i Slunce, nejsou ve vesmíru nijak unikátní. Výsledky byly publikovány 9. dubna 2015 ve vědeckém časopise Nature.

Nová pozorování získaná radioteleskopem ALMA odhalila, že protoplanetární disk obklopující mladou hvězdu s označením MWC 480 [1] obsahuje značné množství metylkyanidu (Acetonitril, CH3CN), což je poměrně složitá molekula na bázi uhlíku. Zdá se, že v disku kolem této hvězdy je této látky množství srovnatelné s objemem vody v pozemských oceánech.

Metylkyanid i jednodušší podobná molekula kyanovodík (HCN) byly objeveny ve vnější chladné části disku. Tedy v oblasti, o které se astronomové domnívají, že je obdobou Kuiperova pásu – oblasti naší Sluneční soustavy za drahou Neptunu, kde se vyskytuje velké množství ledových planetesimál a kometárních jader.

Kometární jádra ve svém nitru obsahují záznam o původním chemickém složení Sluneční soustavy v době formování planet. Vědci se domnívají, že tělesa z vnějších částí systému obohacovala mladou Zemi o vodu a organické látky, čímž pomohla nastavit základní vhodné podmínky pro vývoj jednoduchého života.

„Výzkumy komet a planetek ukazují, že původní mlhovina, ze které se formovalo Slunce i planety, byla bohatá na vodu a složité organické sloučeniny,“ poznamenává Karin Öberg (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), hlavní autorka článku.

„Nyní máme ještě lepší důkazy, že podobné chemické podmínky existují i jinde ve vesmíru, v místech kde vznikají nové planetární systémy podobné tomu našemu.“ Obzvláště zajímavý je fakt, že molekuly nalezené v disku kolem MWC 480 nacházíme v podobných koncentracích i v kometárních jádrech v naší Sluneční soustavě.

Hvězda MWC 480, která je asi dvakrát hmotnější než Slunce, se nachází 455 světelných let od nás v oblasti s probíhajícím vzniku nových hvězd v souhvězdí Býka. Obklopuje ji disk v počáteční fázi svého vývoje, který se v podstatě nedávno zformoval z chladného tmavého oblaku prachu a plynu. Výzkumy provedené pomocí radioteleskopu ALMA a dalšími přístroji zatím nedetekovaly zjevné známky formování planet v nitru disku. Pozorování s lepším rozlišením by však mohla odhalit podobné struktury jako u hvězdy HL Tauri, která je v podobné fází vývoje.

Astronomové již nějakou dobu vědí, že chladné tmavé mezihvězdné oblaky představují efektivní továrny na výrobu složitých organických sloučenin – včetně skupiny molekul známých jako kyanidy. Kyanidy, a především metyl kyanid, jsou velmi důležité sloučeniny, protože obsahují vazby uhlík-dusík, které jsou nepostradatelné pro vznik aminokyselin, stavebních složek bílkovin a tedy života.

Až dosud však nebylo zcela jasné, jestli stejné složité organické molekuly běžně vznikají a přežívají v nepříznivých podmínkách nově vznikající planetární soustavy, kde mohou být chemické vazby opět přerušeny působením rázových vln nebo elektromagnetického záření.

S využitím mimořádné citlivosti radioteleskopu ALMA [2] mohou astronomové z posledních pozorování zjistit, že molekuly nejen přežívají, ale podmínky v oblaku jim dokonce prospívají.

Co je rovněž důležité, molekuly detekované pomocí ALMA se vyskytují v oblaku v mnohem větším množství, než v jakém je nachází v mezihvězdných oblacích. To naznačuje, že protoplanetární disky jsou vhodným prostředím pro vznik složitých organických molekul a jsou schopné je vyprodukovat poměrně krátkém čase. [3]

S pokračujícím vývojem tohoto systému astronomové očekávají, že organické molekuly, bezpečně uložené v kometárních jádrech a dalších ledových objektech, budou postupně dopravovány do prostředí příznivému pro život.

„Z výzkumu exoplanet dnes víme, že Sluneční soustava není unikátní co do počtu planet nebo obsahu vody,“ dodává Karin Öberg. „Nyní také víme, že není unikátní, ani pokud jde o organickou chemii. Opět jsme se naučili, že v tomto směru Sluneční soustava výjimečná není. Z pohledu života ve vesmíru jsou to ale dobré zprávy.“

Poznámky
[1] Hvězda je stará pouze asi milion let, zatímco Slunce je starší než 4,5 miliardy let. Označení MWC 480 pochází z ‚Mount Wilson Catalog of B and A stars‘, tedy katalogu hvězd s jasnými čarami vodíku ve spektru.

[2] ALMA je schopná detekovat slabé záření na milimetrových vlnových délkách elektromagnetického záření, které přirozeně vysílají molekuly ve vesmíru. Pro toto pozorování astronomové využili jen malou část z 66 antén komplexu ALMA, protože probíhalo v době, kdy byl systém sestaven do konfigurace s nízkým rozlišením. Následné studie tohoto i jiných podobných systémů s protoplanetárními disky pomocí ALMA v konfiguraci s velkým rozlišením by mohly odhalit další detaily chemického a strukturálního vývoje hvězd a planet.

[3] Takto rychlý vývoj je nezbytný k potlačení sil, které by jinak mohly molekuly rozbíjet. Molekuly byly detekovány v relativně poklidné části disku zhruba 4,5 miliardy až 15 miliard kilometrů od hvězdy. Což je sice poměrně daleko ve srovnání se Sluneční soustavou (30 až 100 AU, tedy za dnešní drahou Neptunu), ale v o něco větším systému MWC 480, by to mohla být právě zóna vzniku kometárních jader.

Další informace
Výzkum byl prezentování v článku “The Cometary Composition of a Protoplanetary Disk as Revealed by Complex Cyanides” autorů K.I. Öberg a kol., který byl publikován 9. dubna 2015 ve vědeckém časopise Nature.

tisková zpráva Evropské jižní observatoře 2015/13

Laser Shock Peening pro údržbu kovových součástí

Centrum HiLASE uzavřelo licenční smlouvu se společností Lasertechnologie, kterou založil Dr.rer.nat. Jörg Körner. Nově zavedený …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close