eso2205ru — Научный релиз

Астрономы открыли в протопланетном диске самую большую молекулу

8 марта 2022 г.

Используя Большую Атакамскую миллиметровую / субмиллиметровую антенную решётку (ALMA) в Чили, исследователи из Лейденской обсерватории в Нидерландах впервые зарегистрировали в протопланетном диске диметилэфир. Эта девятиатомная молекула – самая большая из всех найденных на сегодняшний день в таких дисках. Она является предшественницей более крупных органических молекул, образование которых может вести к появлению жизни.

"Получив эти результаты, мы можем лучше представить себе, как появилась жизнь на нашей планете, а значит и каков потенциал для зарождения жизни в других планетных системах. Замечательно, что эти открытия хорошо вписываются в более общую картину", – говорит студентка магистратуры Лейденского университета, которому принадлежит Лейденская обсерватория, Нашанти Брункен (Nashanty Brunken), основной автор работы, публикуемой сегодня в журнале Astronomy & Astrophysics.

Диметилэфир – органическая молекула, которая обычно встречается в протозвёздных облаках, но никогда ещё не регистрировавшаяся в протопланетных дисках. Исследователи предположительно обнаружили там ещё одну сложную молекулу, метилформиат, метиловый эфир муравьиной кислоты – ещё один «строительный кирпичик», из которых состоят более крупные органические молекулы.

"Здорово, что мы наконец обнаружили в дисках эти большие молекулы. Довольно долго нам казалось, что это невозможно", – говорит соавтор работы Алиса Бут (Alice Booth), тоже сотрудница Лейденской обсерватории.

Молекулы диметилэфира были найдены в протопланетном диске вокруг молодой звезды IRS 48 (другое обозначение Oph-IRS 48), расположенной на расстоянии 444 световых года от нас в созвездии Змееносца. Звезда уже неоднократно исследовалась, так как её диск содержит асимметричную “пылевую ловушку”, по форме напоминающую орех кешью. Эта область, вероятно, образовалась в результате того, что между звездой и пылевой ловушкой находится новорождённая планета или маломассивная звезда-компаньон. В ловушке скопилось множество пылевых зёрен размером около миллиметра, которые могут сбиваться в кучи, разрастающиеся в объекты километрового размера – кометы, астероиды и в потенциале даже планеты. Наблюдения велись на обсерватории ALMA, которой на правах партнёра владеет Европейская Южная обсерватория (ESO).

Как полагают, в протозвёздных облаках ещё до рождения в них звёзд образуется много сложных органических молекул, таких, как диметилэфир. В этих холодных средах атомы и простые молекулы, например окись углерода, прилипают к пылевым зёрнам, образуя слой льда. В нём идут химические реакции, в результате которых образуются более сложные молекулы. Недавно исследователи обнаружили, что пылевая ловушка в IRS 48 является хранилищем такого богатого сложными молекулами льда, покрывающего пылевые частицы. Именно в этой области диска теперь открыты следы молекул диметилэфира: когда под действием тепла от IRS 48 лёд сублимирует в газ, захваченные в ловушку молекулы, унаследованные от холодных облаков, освобождаются и регистрируются антеннами ALMA.

Ещё интереснее то, что теперь мы знаем: эти более крупные и сложные молекулы могут входить в состав формирующихся в диске планет", – говорит Бут. “Раньше об этом не догадывались: в большинстве систем эти молекулы скрыты во льду.

Открытие диметилэфира указывает на то, что в ледяных структурах протопланетных дисков могут скрываться и многие другие сложные молекулы, обычно регистрируемые в областях звездообразования. Эти молекулы – предшественницы пребиотических молекул, таких, как аминокислоты и сахара, входящих в число основных «строительных кирпичиков» жизни.

Таким образом, изучая образование и эволюцию сложных молекул в протопланетных дисках, исследователи могут лучше понять, как пребиотические молекулы попадают на планеты, в том числе и на нашу собственную. “Мы страшно довольны тем, что теперь можем проследить весь путь сложных молекул от облаков, из которых образуются звезды, до протопланетных дисков и комет. Есть надежда, что, продолжая наши наблюдения, мы сможем ещё на шаг приблизиться к пониманию происхождения пребиотических молекул в Солнечной системе", – говорит Нинке ван дер Марел (Nienke van der Marel), сотрудница Лейденской обсерватории, также участвовавшая в работе.

Будущие наблюдения IRS 48 на Чрезвычайно Большом телескопе ESO (ELT), который сейчас строится в Чили и должен начать работу в конце этого десятилетия, позволят группе изучить химию самых внутренних областей диска, где могут формироваться планеты, похожие на Землю.

Узнать больше

Результаты исследования опубликованы в статье "A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk: III. First detection of dimethyl ether" (doi: 10.1051/0004-6361/202142981), которая появится в журнале Astronomy and Astrophysics.

Публикация этой работы, выполненной шестью женщинами-исследовательницами, была приурочена к Международному женскому дню 2022 г.

Состав исследовательской группы: Nashanty G. C. Brunken (Leiden Observatory, Leiden University, Netherlands [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, Germany).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) даёт учёным всего мира возможность раскрывать тайны Вселенной на благо всего человечества. Мы проектируем, строим и эксплуатируем наземные обсерватории мирового уровня – в них астрономы исследуют важнейшие научные проблемы и распространяют в мире интерес к астрономии – а также способствуем международному астрономическому сотрудничеству. Основанная в 1962 году как межгосударственная организация, сегодня ESO объединяет 16 стран-участниц: Австрию, Бельгию, Великобританию, Германию, Данию, Ирландию, Испанию, Италию, Нидерланды, Польшу, Португалию, Финляндию, Францию, Чешскую Республику, Швейцарию и Швецию, а также Чили, предоставившую свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралию, её стратегического партнера. Штаб-квартира ESO, а также Общественный центр и планетарий «ESO Supernova» расположены близ Мюнхена в Германии, а наши телескопы установлены в чилийской пустыне Атакама, великолепном месте с уникальными условиями для наблюдений неба. ESO располагает тремя наблюдательными пунктами: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого телескопа-интерферометра VLTI, и два широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope). Кроме того, на Паранале ESO на правах партнера предоставила место для установки Южной Решетки черенковских телескопов (Cherenkov Telescope Array South), крупнейшей в мире и рекордной по чувствительности гамма-обсерватории. В качестве участника международного партнёрства ESO эксплуатирует два инструмента миллиметрового и субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: APEX и ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, мы строим Чрезвычайно Большой Телескоп ELT -- «величайшее око человечества, устремленное в небо» . Офис ESO в Сантьяго, столице Чили, координирует нашу деятельность в этой стране и наше сотрудничество с чилийскими партнёрами и обществом.

Ссылки

 

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-9112122130
Сотовый: +7-9112122130
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

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

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

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

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

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso2205.

О релизе

Релиз №:eso2205ru
Название:IRS 48, Oph-IRS 48
Тип:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2022A&A...659A..29B

Изображения

В диске вокруг звезды IRS 48 найден диметилэфир
В диске вокруг звезды IRS 48 найден диметилэфир
Молекулы в диске вокруг звезды IRS 48
Молекулы в диске вокруг звезды IRS 48
Молекулы в диске вокруг звезды IRS 48 (составное изображение)
Молекулы в диске вокруг звезды IRS 48 (составное изображение)
Полученное на ALMA изображение «кометной фабрики» в окрестности Oph-IRS 48
Полученное на ALMA изображение «кометной фабрики» в окрестности Oph-IRS 48
Полученное на ALMA и VLT изображение «кометной фабрики» в окрестности Oph-IRS 48
Полученное на ALMA и VLT изображение «кометной фабрики» в окрестности Oph-IRS 48
Компьютерное моделирование «пылевой ловушки»
Компьютерное моделирование «пылевой ловушки»
Положение системы Oph-IRS 48 в созвездии Змееносца
Положение системы Oph-IRS 48 в созвездии Змееносца

Видео

Самая большая молекула из всех найденных в протопланетном диске (ESOcast 253 Light)
Самая большая молекула из всех найденных в протопланетном диске (ESOcast 253 Light)
Пылевая ловушка в IRS 48: художественная анимация
Пылевая ловушка в IRS 48: художественная анимация
«Полёт» к системе Oph-IRS 48
«Полёт» к системе Oph-IRS 48