Pressemeddelelse

Det største molekyle som endnu er fundet i område med planetdannelse

8. marts 2022

For første gang er molekylet dimethylæter fundet i en skive, hvor der foregår planetdannelse. Det er forskere fra Leidenobservatoriet i Nederlandene, som har gjort opdagelsen med teleskopanlægget Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile. Molekylet består af ni atomer, og dermed er det det største, som hidtil er fundet i en sådan skive, hvor der foregår planetdannelse omkring en stjerne. Molekylet er også en byggesten til større organiske molekyler, som kan føre til dannelsen af liv.

"Ud fra disse resultater kan vi lære mere om livets oprindelse på vores egen planet, og dermed får vi en bedre mulighed for at vurdere chancerne for liv i andre planetsystemer. Det er meget spændende at se, hvordan disse opdagelser kan passe ind i det større billede," siger Nashanty Brunken, som er mastersstuderende ved Leiden Observatoriet; en del af Leidens Universitet. han er hovedforfatter på den videnskabelige artikel, som offentliggøres idag i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.

Dimethylæter er et organisk molekyle, og det ses ofte i de skyer, hvoraf stjerner dannes, men det er ikke tidligere fundet i en skive, hvor der foregår planetdannelse. Forskerne har muligvis også fundet methylformiat, som er et komplekst molekyle, der ligner dimethylæter, og som også er en byggesten for endnu større organiske molekyler.

"Det er rigtig spændende endelig at finde disse større molekyler i skiverne. I en periode troede vi ikke, at det var muligt at observere dem," siger medforfatter Alice Booth, som også forsker ved Leidenobservatoriet.

Molekylerne er fundet i den skive med planetdannelse, som findes omkring den unge stjerne IRS 48 (som også har katalogbetegnelsen Oph-IRS 48) ved hjælp af ALMA, som er et observatorium, som delvist ejes af Det europæiske Sydobservatorium ESO. IRS 48 befinder sig 444 lysår borte, i retning af stjernebilledet Ophiuchus, og den er studeret utallige gange, fordi dens skive omfatter en asymmetrisk “støvfælde” af form som en cashewnød. Det område indeholder store mængder af støvkorn i millimeterstørrelse, som har mulighed for at vokse til kilometerstore objekter som for eksempel kometer, asteroider og måske endda exoplaneter. Området er dannet som følge af, at der er dannet en ny exoplanet eller en lille ledsagestjerne imellem selve stjernen og støvfælden.

Forskerne forestiller sig, at der kan dannes mange komplekse organiske molekyler, som for eksempel dimethylæter, i de skyer, hvoraf stjerner dannes - også før selve stjernerne dannes. I disse kolde omgivelser klæber atomer og simple molekyler som for eksempel kulilte sig til støvkorn, hvor de danner et islag, og hvor der foregår kemiske reaktioner, som så igen kan føre til dannelsen af endnu mere komplekse molekyler. For nyligt har andre forskere opdaget, at også støvfælden ved IRS 48's skive er et isreservoir med støvkorn dækket af is som er rig på komplekse molekyler. Det er lige netop i dette område af skiven, at ALMA nu har fundet spor af molekylet dimethylæter: opvarmning fra stjernen IRS 48 får isen til at fordampe og blive til gasarter, og derved befris de molekyler, som er fanget i isen fra den gang, de blev dannet i de kolde skyer, og så kan de opdages af os.

"Noget, der gør dette her endnu mere spændende er, at vi nu véd, at disse større komplekse molekyler vil være til rådighed til at indgå i dannelsen af exoplaneter i skiven," forklarer Booth. "Det har vi ikke vidst før, for i de fleste andre systemer er den slags molekyler gemt i isen."

Opdagelsen af dimethylæter tyder på, at der også gemmer sig mange andre komplekse molekyler af denne slags i isdannelser i skiver med planetdannelse. Vi véd allerede, at de findes i de skyer, hvoraf stjernerne dannes. Den slags molekyler er forstadierne til de præbiotiske molekylser som for eksempel aminosyrer og sukkerstoffer, som så igen er nogle af de grundliggende byggesten for livet.

Derfor kan studiet af dannelsen og udviklingen for præbiotiske molekyler give forskerne en bedre forståelse af, hvodan molekyler af den slags kan ende med at være tilstede i planeter som for eksempel vores egen. "Vi er umådeligt fornøjede med, at vi nu kan begynde at følge hele rejsen for disse komplekse molekyler fra de skyer, som stjerner dannes af til skiver med planetdannelse og til kometer. Når vi får indsamlet flere observationer, kan vi forhåbentlig komme endnu et trin nærmere til at forstå de præbiotiske molekyler, som vi finder i vores eget Solsystem," siger Nienke van der Marel, som har været med i arbejdet, og som også forsker ved Leidenobservatoriet.

Fremtidige undersøgelser af IRS 48 vil gøre det muligt for forskerholdet at studere kemien i de allerinderste dele af skyen, hvor der måske dannes exoplaneter ligesom Jorden. Det vil ske, når ESOs Extremely Large Telescope (ELT) tages i brug senere i dette årti. Det er for tiden under opførelse i Chile.

Mere information

Forskningsresultaterne her er offentliggjort som en artikel med titlen "A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk: III. First detection of dimethyl ether" (doi: 10.1051/0004-6361/202142981) i tidsskriftet Astronomy and Astrophysics.

Artiklen bliver offentliggjort på den Internationale Kvindedag 2022, og den omfatter forskning, som er udført af seks forskere, som identificerer sig som kvinder.

Forskerholdet består af  Nashanty G. C. Brunken (Leiden Observatory, Leiden University, Nederlandene [Leiden]), Alice S. Booth (Leiden), Margot Leemker (Leiden), Pooneh Nazari (Leiden),  Nienke van der Marel (Leiden),  Ewine F. van Dishoeck (Leiden Observatory, Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland)

European Southern Observatory (ESO) gør det muligt for forskere fra hele Verden at udforske Universets hemmeligheder til nytte for os alle. Vi designer, bygger og driver jordbaserede observatorier i verdensklasse - og herfra kan astronomerne dykke ned i spændende spørgsmål og sprede glæden ved astronomien, samtidig med at det internationale samarbejde omkring astronomi styrkes. ESO blev stiftet som en tværnational organisation i 1962, og idag støttes ESO af 16 medlemstater (Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig ) med Chile som værtsnation og med Australien som strategisk partner. ESOs hovedkvarter, besøgscenter og planetarium - ESO Supernova - befinder sig tæt ved München i Tyskland, og Atacamaørkenen i Chile er stedet, hvor vore teleskoper er opstillet; i et område hvor der er enestående muligheder for at observere himlen. ESO driver tre observatorier: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope og det tilhørende Very Large Telescope Interferometer, og desuden to oversigtsteleskoper: VISTA, som opererer i det infrarøde og VLT Survey Telescope i det synlige bølgelængdeområde. På Paranal vil ESO ligeledes sørge for driften af Cherenkov Telescope Array South, som bliver Verdens største og mest følsomme observatorium for gammastråler. Sammen med en række internationale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantorhøjsletten. Det er to anlæg, som observerer himlen i millimeter- og submillimeterområderne. På Cerro Armazones tæt ved Paranal bygges for tiden "Verdens største himmeløje" - ESOs Extremely Large Telescope. Fra vore kontorer i Santiago, Chile understøtter vi vort arbejde i landet, og samarbejder med partnere i Chile og med hele samfundet.

Links

• Hele forskningsartiklen
• Fotos af ALMA
• Mere om ESOs Extremely Large Telescope
• For journalister: her kan man abonnere på vore pressemeddelelser under embargo og på jeres eget sprog
• For forskere: Har I en god historie, så giv os et praj

Kontakter

Nashanty Brunken
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Email: brunken@strw.leidenuniv.nl

Alice Booth
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 5737
Email: abooth@strw.leidenuniv.nl

Nienke van der Marel
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 5872
Email: nmarel@strw.leidenuniv.nl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org

Ole J. Knudsen (press contact Danmark)
ESO Science Outreach Network and Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
Email: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2205 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.