Sciencemag.cz
Doporučujeme
Astronomové využili radioteleskop ALMA k pozorování hvězd podobných Slunci ve velmi raném stádiu vývoje a podařilo se jim objevit známky přítomnosti methylisokyanátu – chemikálie, která je považována za jeden ze základních stavebních kamenů života. Tuto prebiotickou molekulu se u protohvězd slunečního typu, jejichž vývoj vede k systémům podobným Sluneční soustavě, podařilo pozorovat vůbec poprvé. Objev vědcům může pomoci pochopit, jakým způsobem na Zemi vznikl život.
Dva týmy astronomů využili výkonu radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) pracujícího v Chile k detekci složité probiotické organické molekuly methylisokyanátu (methyl isocyanate) [1] ve vícenásobném hvězdném systému IRAS 16293-2422. První tým vedli Rafael Martín-Doménech (Centro de Astrobiología, Madrid, Španělsko) a Víctor M. Rivilla (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Itálie), druhý pak Niels Ligterink (Leiden Observatory, Nizozemí) a Audrey Coutens (University College, London, Spojené království).
„Tento hvězdný systém nás nepřestává překvapovat. Poté, co zde byly objeveny cukry, se nám v něm nyní podařilo nalézt také methylisokyanát. Tato skupina organických molekul se zapojuje do syntézy peptidů a aminokyselin, které, ve formě proteinů, představují biologický základ života, jak ho známe,“ vysvětlují Niels Ligterink a Audrey Coutens [2].
Schopnosti radioteleskopu ALMA oběma týmům umožnily pozorovat molekuly na několika různých charakteristických vlnových délkách v celém rádiovém spektru (radio spectrum) [3]. Nezaměnitelné chemické otisky vědci objevili v teplé husté vnitřní oblasti prachoplynného kokonu obklopujícího mladé hvězdy v nejranější fázi vývoje. Oběma týmům se podařilo identifikovat a separovat známky složité organické molekuly methylisokyanátu [4]. Získaná pozorování byla následně modelována na počítači a podporují je i provedené laboratorní experimenty, které pomohly zlepšit naše chápání původu těchto molekul [5].
IRAS 16293-2422 je vícenásobný hvězdný systém velmi mladých hvězd, který se nachází asi 400 světelných let od nás. Leží v rozsáhlé oblasti s probíhajícím vznikem hvězd Rho Ophiuchi a na obloze ho nalezneme v souhvězdí Hadonoše (Ophiuchus). Nové výsledky získané na základě pozorování ALMA ukazují, že metylisokyanát v plynném stavu se nachází kolem všech těchto mladých hvězd.
Země i ostatní planety Sluneční soustavy vznikly z materiálu, který zbyl po formování Slunce. Studium protohvězd slunečního typu tak může astronomům otevřít okno do minulosti a umožnit jim výzkum podmínek podobajících se těm, které vedly ke vzniku naší Sluneční soustavy před 4,5 miliardami let.
Rafael Martín-Doménech a Víctor M. Rivilla, vedoucí autoři jednoho z publikovaných článků, dodávají: „Tyto výsledky nás obzvláště těší, protože sledované protohvězdy jsou mimořádně podobné Slunci na počátku jeho vývoje a jsou zde i vhodné podmínky pro formování planet o velikosti Země. Díky nalezení prebiotických molekul v rámci naší studie jsme získali další kousek skládanky umožňující pochopení procesů, které na naší planetě vedly ke vzniku života.“
Niels Ligterink je nadšen z podpůrných laboratorních výsledků: „Kromě detekce molekul jsme také chtěli pochopit, jakým způsobem vznikly. Naše laboratorní experimenty ukázaly, že methylisokyanát se skutečně může vytvářet na ledových částicích s velmi nízkou teplotou, tedy v podmínkách, které se podobají mezihvězdnému prostředí. To znamená, že tato molekula – a tedy základ peptidových vazeb – se pravděpodobně bude vyskytovat u většiny mladých hvězd slunečního typu.“
Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí
Poznámky
[1] Složitá organická molekula je z pohledu astrochemie tvořena minimálně šesti atomy, přičemž alespoň jeden je uhlík. Methylisokyanát (CH3NCO) obsahuje atomy uhlíku, vodíku, dusíku a kyslíku. Tato velmi toxická látka byla hlavní příčinou smrti tisíců lidí při průmyslové katastrofě v indickém městě Bhopal v roce 1984 (Bhopal industrial accident). [2] Tento hvězdný systém zkoumal radioteleskop ALMA již v roce 2012. Bylo objeveno, že se zde vyskytují molekuly jednoduchého cukru glykolaldehydu, který je rovněž považován za ingredienci života. [3] Rafael Martín-Doménech a jeho tým využil nová i archivní pozorování protohvězdy pořízená v celém rozsahu vlnových délek dostupných přijímačům ALMA pro pásmo 3, 4 a 6. Niels Ligterink a jeho kolegové využili data získaná v rámci přehlídky PILS (ALMA Protostellar Interferometric Line Survey), jejímž cílem bylo pomocí ALMA prozkoumat chemické složení systému IRAS 16293-2422 v celém rozsahu vlnových délek pásma 7 a to s velmi vysokým rozlišením odpovídajícím velikosti Sluneční soustavy. [4] Vědci provedli spektrografickou analýzu světla protohvězd, aby určili chemické složení. Množství methylisokyanátu, které nalezli, je – v poměru k molekulárnímu vodíku a dalším sloučeninám – srovnatelné, jako u dříve pozorované dvojice velmi hmotných protohvězd (ležících v hmotných molekulárních jádrech oblaků Orion KL a Sagittarius B2 North). [5] Rafael Martín-Doménech a jeho tým chemicky modelovali vznik methylisokyanátu. Pozorovaný obsah je možné podle nich vysvětlit procesy na povrchu prachových zrn a následnými chemickými reakcemi v plynné fázi. Niels Ligterink a jeho tým navíc prokázali (s použitím kryogenického experimentu s ultravysokým vakuem v laboratoři v Leidenu), že molekula může vzniknout v extrémně chladném mezihvězdném prostředí při teplotách kolem 15 K (-258 °C).Tisková zpráva Evropské jižní observatoře 2017/18
