eso1513ru — Научный релиз

В новорожденной планетной системе обнаружены сложные органические молекулы

Это может означать, что химия жизни универсальна

8 апреля 2015 г.

Астрономы впервые обнаружили в протопланетном диске вокруг молодой звезды сложные органические молекулы -- «кирпичики», из которых построено все живое. Это открытие, сделанное при помощи телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), подтверждает, что условия, которые реализовались в Солнечной системе, не являются уникальными во Вселенной. Результат публикуется в выпуске журнала Nature от 9 апреля 2015 года.

Новые наблюдения на телескопе ALMA показывают, что протопланетный диск, окружающий молодую звезду MWC 480 [1], содержит значительное количество цианистого метила (CH3CN), сложного углеродного соединения. Цианистого метила в диске вокруг MWC 480 хватило бы, чтобы заполнить все океаны Земли.

Это молекулярное соединение, а также более простое соединение из того же семейства, цианистый водород (синильная кислота) (HCN), было обнаружено в холодных внешних областях новообразованного околозвездного диска, в зоне, аналогичной той, которую в Солнечной системе астрономы называют поясом Койпера (область ледяных планетезималей и комет за орбитой Нептуна).

Кометы хранят свидетельства об изначальном химическом составе Солнечной системы в эпоху образования планет. Считается, что именно кометы и астероиды из внешних областей Солнечной системы принесли на новорожденную Землю воду и органические молекулы, дав тем самым начало развитию жизни.

Исследования комет и астероидов показывают, что первоначальная туманность, породившая Солнце и планеты, была богата водой и сложными органическими соединениями”, -- говорит Карин Эберг (Karin Öberg), сотрудник Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра в Кембридже (штат Массачусетс, США) и ведущий автор новой работы.

Теперь мы получили доказательство того, что те же химические соединения имеются во Вселенной в областях, где формируются планетные системы”. Особенно интригующим фактом, по мнению Эберг, является то, что молекулы, обнаруженные в MWC 480, найдены в кометах Солнечной системы в схожих концентрациях.

Звезда MWC 480, примерно вдвое превосходящая по массе Солнце, расположена в 455 световых годах от нас в области звездообразования в Тельце. Окружающий ее диск находится на очень ранней стадии развития — он совсем недавно сформировался из холодной и темной газо-пылевой туманности. Астрономам, наблюдающим этот объект на ALMA и на других телескопах, еще предстоит обнаружить в нем признаки образования планет, хотя наблюдения с более высоким разрешением могут выявить в нем структуру, подобную той, что наблюдается у объекта сходного возраста HL Tauri.

В последнее время у астрономов сложилось мнение, что в холодных и темных межзвездных облаках образуются сложные органические молекулы, в том числе цианиды. Важность этих соединений, в особенности цианистого метила, в том, что в них содержатся углеродно–азотные связи, существенные для формирования аминокислот – основы белков, строительных «кирпичиков» жизни.

Однако до сих пор оставалось неясным, могут ли эти сложные органические молекулы образовываться и оставаться устойчивыми в условиях бурного энерговыделения в новорожденной планетной системе, где ударные волны и мощное излучение могут легко разрушить химические связи.

Благодаря великолепной чувствительности телескопа ALMA [2] астрономы смогли убедиться, что в этих условиях органические молекулы не только выживают, но активно формируются.

Обилие молекул, найденное с телескопом ALMA в протопланетном диске, значительно превышает то, которое характерно для межзвездных облаков. Это значит, что в протопланетных дисках сложные органические молекулы образуются в больших количествах и на относительно коротких временных масштабах [3].

Астрономы предполагают, что, по мере того, как эта планетная система будет эволюционировать, органические молекулы, заключенные в кометах и других ледяных телах, будут доставляться ими в области системы, более приспособленные для развития жизни.

Изучая экзопланеты, мы узнали, что Солнечная система не уникальна ни по количеству планет, ни по присутствию воды”, -- заключает Эберг. “Теперь мы знаем, что мы не представляем собой ничего особенного и в смысле органической химии. То есть, мы в очередной раз убедились, что не являемся чем-то из ряда вон выходящим. Это очень хорошая новость для тех, кто пытается выяснить, насколько жизнь распространена во Вселенной.

Примечания

[1] Этой звезде всего около миллиона лет (напомним, что возраст Солнца превышает четыре миллиарда лет). Обозначение MWC 480 соответствует каталогу обсерватории Маунт Вильсон (Mount Wilson Catalog) звезд типов B и A с яркими водородными линиями в спектрах.

[2]Телескоп ALMA способен регистрировать на миллиметровых волнах слабое излучение космических молекул. Для описываемых наблюдений астрономы использовали только часть 66 антенн ALMA в конфигурации с низким разрешением. Дальнейшие исследования этого и других протопланетных дисков с полным набором антенн ALMA должны выявить новые детали химической и структурной эволюции звезд и планет.

[3] Столь быстрый темп образования молекул помогает нейтрализовать силы, которые иначе привели бы к их разрушению. Существенно и то, что эти молекулы обнаружены в относительно спокойной периферийной части диска, на расстояниях от 4.5 до 15 миллиардов километров от центральной звезды. Для Солнечной системы такое расстояние было бы непомерно большим, но с учетом большей массы MWC 480 это как раз соответствует зоне образования комет.

Узнать больше

Результаты работы представлены в статье “The Cometary Composition of a Protoplanetary Disk as Revealed by Complex Cyanides”, K.I. Öberg и др., которая публикуется в журнале Nature от 9 апреля 2015.

Состав исследовательской группы: Karin I. Öberg (Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), Viviana V. Guzmán (Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics), Kenji Furuya (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, the Netherlands), Chunhua Qi (Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics), Yuri Aikawa (Kobe University, Kobe, Japan), Sean M. Andrews (Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics), Ryan Loomis (Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics) и David J. Wilner (Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics).

Атакамская Большая Миллиметровая / субмиллиметровая решетка ALMA (The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), международный астрономический инструмент – совместный проект ESO, Национального научного фонда США NSF (U.S. National Science Foundation) и Национального института естественных наук Японии NINS (National Institutes of Natural Sciences) в кооперации с Республикой Чили. Работа обсерватории ALMA финансируется ESO (представляющей объединенные интересы своих стран-участниц), Фондом NSF совместно с Национальным советом по научным исследованиям Канады NRC (National Research Council) и Национальным советом по науке Тайваня NSC (National Science Council), а также NINS в кооперации с тайваньской Academia Sinica (AS) и Корейским институтом астрономии и космических исследований KASI (Korea Astronomy and Space Science Institute).

Строительство и эксплуатация телескопа ALMA осуществляются: ESO, представляющей интересы своих стран-участниц; Национальной радиоастрономической обсерваторией США NRAO (National Radio Astronomy Observatory) под управлением компании Associated Universities, Inc. (AUI), представляющей Северную Америку; Национальной астрономической обсерваторией Японии NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan), представляющей Восточную Азию. Общее управление строительством, тестированием и эксплуатацией ALMA осуществляется в рамках Объединенной обсерватории ALMA (The Joint ALMA Observatory -- JAO).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе принимают участие 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили как страна, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Паранал и Чахнантор. В обсерватории Паранал, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два обзорных телескопа: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный исключительно для обзора неба в видимом свете. ESO является европейским партнером крупнейшего астрономического проекта современности – системы радиотелескопов миллиметрового и субмиллиметрового диапазона ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Паранала, ESO ведет строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Чрезвычайно Большого Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет “величайшим в мире оком, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-812-363-7786
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Karin Öberg
Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics
Cambridge MA, USA
Сотовый: +1 617 496 9062
Email: koberg@cfa.harvard.edu

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1513.

О релизе

Релиз №:eso1513ru
Название:MWC 480
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2015Natur.520..198O

Изображения

Протопланетный диск вокруг молодой звезды MWC 480: взгляд художника
Протопланетный диск вокруг молодой звезды MWC 480: взгляд художника
Область неба вокруг молодой звезды MWC 480
Область неба вокруг молодой звезды MWC 480

Видео

Artist impression of the protoplanetary disc surrounding the young star MWC 480
Artist impression of the protoplanetary disc surrounding the young star MWC 480
только на английском

Также смотрите наши