eso1718ru — Научный релиз

На ALMA обнаружены ингредиенты жизни вблизи новорожденных солнцеподобных звезд

8 июня 2017 г.

8 июня 2017 г.
При наблюдениях на телескопе ALMA звезд типа Солнца на очень ранних стадиях их существования обнаружены следы метил-изоцианата — химического соединения, являющегося «строительным кирпичиком» жизни. Эта пребиотическая молекула впервые найдена в окрестности протозвезд солнечного типа, проходящих тот же путь развития, который когда-то прошла Солнечная система. Открытие может помочь астрономам понять, как появилась жизнь на Земле.

Использовав возможности телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) в Чили, две группы астрономов зарегистрировали присутствие сложных пребиотических органических молекул метил-изоцианата [1] в кратной звездной системе IRAS 16293-2422. Одной из групп руководили Рафаэль Мартин-Доменеч (Rafael Martín-Doménech) из Астробиологического центра в Мадриде, Испания и Виктор Ривилла (Víctor M. Rivilla) из INAF-астрофизической обсерватории в Арчетри во Флоренции, Италия, а другой – Нильс Лигтеринк (Niels Ligterink) из Лейденской обсерватории в Нидерландах и Одри Кутен (Audrey Coutens) из Университетского колледжа в Лондоне, Великобритания.

Эта звездная система продолжает делать нам подарки! Вслед за открытием сахаров мы теперь нашли там метил-изоцианат. Это семейство органических молекул участвует в синтезе пептидов и аминокислот, которые в форме белковых соединений, составляют биологическую основу известной нам формы жизни”, -- объясняют Нильс Лигтеринк и Одри Кутен [2].

Возможности ALMA позволили обеим группам наблюдать молекулу в нескольких характеристических длинах волн радио-спектра [3]. Астрономы обнаружили уникальные линии химических соединений в теплых и плотных внутренних областях газо-пылевых коконов, окружающих звезды, находящиеся на самых ранних стадиях эволюции. Обе группы идентифицировали и выделили линии сложной органической молекулы метил-изоцианата [4]. Затем ученые дополнили эти наблюдения компютерным химическим моделированием и лабораторными экспериментами с целью добиться более ясного понимания происхождения этих молекул [5].

IRAS 16293-2422 – кратная система очень молодых звезд, находящаяся на расстоянии около 400 световых лет от нас в большой области звездообразования Ро Змееносца в созвездии Змееносца. Новые результаты, полученные на ALMA, показывают, что облака метил-изоцианата окружают каждую из молодых звезд системы.

Земля и другие планеты нашей Солнечной системы образовались из вещества, оставшегося после формирования Солнца. Поэтому изучение протозвезд солнечного типа может открыть для астрономов «окно в прошлое», позволив им наблюдать процессы, похожие на те, что 4.5 миллиарда лет назад привели к формированию нашей Солнечной системы.

Рафаэль Мартин-Доменеч и Виктор Ривилла, главные авторы одной из написанных в результате работы статей, говорят: “Полученный результат особенно интересен, так как эти протозвезды очень похожи на наше Солнце в самом начале его истории. Условия вокруг них благоприятны для образования планет размера Земли. Найдя там пребиотические молекулы, мы, возможно, получили еще один фрагмент мозаики, которую надо сложить, чтобы понять происхождение жизни на нашей планете”.

Нильс Лигтеринк в восторге от результатов лабораторных экспериментов: "Мало обнаружить молекулы, надо еще понять, как они образовались. Наши лабораторные эксперименты показывают,что метил-изоцианат действительно может формироваться на ледяных частицах при очень низких температурах, близких к температуре межзвездной среды. А это значит, что эта молекула — а следовательно и основание пептидных связей — действительно, скорее всего, присутствует в окрестностях большинства молодых звезд солнечного типа".

Примечания

[1] В астрохимии сложными органическими молекулами называются молекулы, состоящие из шести и более атомов, причем по крайней мере одним из них должен быть атом углерода. Метил-изоцианат состоит из углерода, водорода, азота и кислорода, связь между которыми выражается формулой CH3NCO. Эта крайне ядовитая субстанция была главной причиной гибели тысяч людей во время трагической промышленной катастрофы в Бхопале (Индия) в 1984 г.

[2]  Эта система уже исследовалась с телескопом ALMA в 2012 г., когда там были найдены молекулы простого сахара гликольальдегида – еще одного «ингредиента жизни».

[3] Группа Рафаэля Мартин-Доменеч использовала новые и архивные данные наблюдений протозвезды, полученные в широком диапазоне длин волн в полосах приемников ALMA 3, 4 и 6. Нильс Лигтеринк и его коллеги воспользовались данными выполненного на ALMA обзора PILS (Protostellar Interferometric Line Survey), целью которого было построение «химической карты» системы IRAS 16293-2422 на всем диапазоне длин волн полосы 7 ALMA в очень малых масштабах, эквивалентных размерам Солнечной системы.

[4] Для выявления химических соединений астрономы выполнили спектрографический анализ света протозвезды. Зарегистрированное количество – как говорят астрофизики, обилие – метил-изоцианата по отношению к молекулярному водороду и другим маркерам сравнимо с значениями, определенными ранее для двух массивных протозвезд (внутри массивных горячих молекулярных ядер Orion KL и Sagittarius B2 North).

[5] Группа Мартин-Доменеч выполнила химическое моделирование образования зерен метил-изоцианата из газа. Наблюдаемое количество молекул можно объяснить химическими процессами на поверхности пылевых зерен в межзвездной среде, за которыми следуют химические реакции в газовой фазе. Более того, криогенными экспериментами в сверхвысоком вакууме, выполненными в своей лаборатории в Лейдене, группа Лигтеринка показала, что эта молекула может образовываться при крайне низких температурах в межзвездной среде: до 15 Кельвин (–258 градусов Цельсия).

Узнать больше

Результаты исследований представлены в двух статьях: “First Detection of Methyl Isocyanate (CH3NCO) in a solar-type Protostar” R. Martín-Doménech et al. и “The ALMA-PILS survey: Detection of CH3NCO toward the low-mass protostar IRAS 16293-2422 and laboratory constraints on its formation”, N. F. W. Ligterink et al. Обе работы публикуются в одном и том же выпуске журнала Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Состав одной из групп: R. Martín-Doménech (Centro de Astrobiología, Spain), V. M. Rivilla (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italy), I. Jiménez-Serra (Queen Mary University of London, UK), D. Quénard (Queen Mary University of London, UK), L. Testi (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italy; ESO, Garching, Germany; Excellence Cluster “Universe”, Germany) и J. Martín-Pintado (Centro de Astrobiología, Spain).

Состав другой группы: N. F. W. Ligterink (Sackler Laboratory for Astrophysics, Leiden Observatory, the Netherlands), A. Coutens (University College London, UK), V. Kofman (Sackler Laboratory for Astrophysics, The Netherlands), H. S. P. Müller (Universität zu Köln, Germany), R. T. Garrod (University of Virginia, USA), H. Calcutt (Niels Bohr Institute & Natural History Museum, Denmark), S. F. Wampfler (Center for Space and Habitability, Switzerland), J. K. Jørgensen (Niels Bohr Institute & Natural History Museum, Denmark), H. Linnartz (Sackler Laboratory for Astrophysics, The Netherlands) и E. F. van Dishoeck (Leiden Observatory, The Netherlands; Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Germany).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы и самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, 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, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), работающий также в режиме крупнейшего в мире оптического телескопа-интерферометра (Very Large Telescope Interferometer, VLTI), и два широкоугольных телескопа с большим полем зрения: крупнейший в мире телескоп для выполнения обзоров неба в инфракрасных лучах VISTA и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент для обзоров неба в видимом свете. ESO также является одним из основных партнеров по эксплуатации двух инструментов на плато Чахнантор: APEX и крупнейшего астрономического проекта современности ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство 39-метрового Чрезвычайно Большого Телескопа ELT, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Россия
Телефон: 89112122130
Сотовый: 89112122130
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

Rafael Martín-Doménech
Centro de Astrobiología
Madrid, Spain
Email: rmartin@cab.inta-csic.es

Victor Rivilla
INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri
Italy
Email: rivilla@arcetri.astro.it

Audrey Coutens
Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux
France
Email: audrey.coutens@u-bordeaux.fr

Niels Ligterink
Sackler Laboratory for Astrophysics, Leiden Observatory
Netherlands
Телефон: +31 (0) 71 527 5844
Email: ligterink@strw.leidenuniv.nl

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 eso1718.

О релизе

Релиз №:eso1718ru
Тип:Milky Way : Nebula : Type : Star Formation
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2017MNRAS.469.2230M
2017MNRAS.469.2219L

Изображения

На ALMA зарегистрирован метил-изоцианат в окрестности молодых солнцеподобных звезд
На ALMA зарегистрирован метил-изоцианат в окрестности молодых солнцеподобных звезд
На ALMA зарегистрирован метил-изоцианат в окрестности молодых солнцеподобных звезд (взгляд художника)
На ALMA зарегистрирован метил-изоцианат в окрестности молодых солнцеподобных звезд (взгляд художника)
Звездная система IRAS 16293-2422 в созвездии Змееносца
Звездная система IRAS 16293-2422 в созвездии Змееносца
Область звездообразования Ро Змееносца в созвездии Змееносца
Область звездообразования Ро Змееносца в созвездии Змееносца

Видео

ESOcast 110 Light: Вблизи новорожденных звезд найден «ингредиент жизни» (4K UHD)
ESOcast 110 Light: Вблизи новорожденных звезд найден «ингредиент жизни» (4K UHD)
На ALMA зарегистрированы «ингредиенты жизни» в окрестности молодых солнцеподобных звезд
На ALMA зарегистрированы «ингредиенты жизни» в окрестности молодых солнцеподобных звезд

Также смотрите наши