eso1619sr-latn — Naučno saopštenje

Prva detekcija metil alkohola u protoplanetarnom disku

15. jun 2016.

Organski molekul metil akohola (metanol) pronađen je zahvaljujući Atakama velikom milimetaskom/submilimetarskom teleskopu ALMA u TW Hydrae protoplanetarnom disku. Ovo je prva ovakva detekcija jedinjenja u mladom disku u kojem se formiraju planete. Metanol je jedini kompleksni molekul koji je do sada detektovan u ovim diskovima koji se sigurno stvara iz zaleđene faze. Njegova detekcija omogućava astronomima da razumeju hemijske procese koji se dešavaju tokom formiranja planetskih sistema i konačno vode do stvaranja sastojaka neophodnih za život.

.Protoplanetarni disk u okolini mlade zvezde TW Hydrae je najbliži ovakav primerak, na rastojanju od 170 svetlosnih godina od Zemlje. Kao takav predstavlja idealnu metu za studiranje ovakvih diskova od strane astronoma. Ovi sistemi su slični ideji koju astronomi imaju o Sunčevom sistemu i njegovom izgledu dok se fomirao, pre više od 4 milijarde godina.

Atakama veliki milimetarski/submilimetarski teleskop (ALMA) is the most powerful observatory in existence for mapping the chemical composition and the distribution of cold gas in nearby discs. These unique capabilities have now been exploited by a group of astronomers led by Catherine Walsh (Leiden Observatory, the Netherlands) to investigate the chemistry of the TW Hydrae protoplanetary disc.

je najmoćnija opservatorija koja postoji za mapisanje hemisjkog sastava i distribucije hladnog gasa u obližnjim diskovima. Ove jedinstvene moći teleskopa je iskoristila grupa predvođena naučnicom Catherine Walsh (Leiden Observatory, Holandija) u cilju proučavanja hemiskog sastava TW Hydrae protoplanetarnog diska.

ALMA posmatranja su ukazala na postojanje gasovitog metil alkohola, ili metanola (CH3OH), u protoplanetarnom disku po prvi put do sada. Metanol, derivat metana, je jedan od najvećih kompleksnih organskih molekula detektovan u diskovima do sada. Identifikovanje njegovog prisustva u pre-planetarnim objektima predstavlja prekretnicu u razumevanju kako se organski molekuli inkorporiraju u same planete.

Pored pomenutog, metanol je i sam jednom od osnova za nastajanje kompleksnijih jedinjenja koja su of fundamentalne važnosti za nastanakk života, kao što su naprimer amino kiseline. Dakle, metanol igra veoma bitnu ulogu u bogatoj organskoj hemiji koja je neophodna za život.

Catherine Walsh, vodeći autor studije objašnjava: "Pronalazak metanola u protoplanetarnom disku pokazuje nam koliko jedinstvene sposobnosti ima ALMA u pronalaženu kompleksnih organiskih sastojaka u ledenoj fazi u diskovima, te nam po prvi put ikada dozvoljava da zavirimo u vreme nastanka kompleksne hemije u planetskim jaslicama u okolini suncolike zvezde".

Gasoviti metanol u protoplanetarnom disku je od jedinstvene važnosti za astrohemiju. Dok se druge komponente detektovane u svemiru formiraju samo u gasnoj fazi ili kombinacijom gasne i čvrste faze, metanol je kompleksni organski molekul koji se formira isključivo u ledenoj fazi na površin zrna prašine.

"Oštar vid" teleskopa ALMA dozvoljava astronomima da mapiraju gasni metanoj u TW Hydrae disku. Otkrili su prstenaste strukture pored značajne emisije od bliske centralne zvezde [1].

Posmatranja metanola u gasnoj fazi, zajedno sa informacijama o njegovoj distribuciji, impliciraju da je metanol formiran na česticama leda u disku, te da je kasnije otpušten u gasnoj formi. Prva posmatranja će nam pomoći da rešimo zagonetku ledno-gasnog faznog prelaza metanola [2], te, uopšteno govoreći, da bolje razumemo hemijske procese u astrofizičkim sredinama [3].

Ryan A. Loomis, koautor ove studije dodaje: "Metanol u gasnoj formi u disku je nesumnjivi indikator bogatih organskih hemijskih procesa u ranoj fazi formiranja zvezda i planeta. Ovaj rezultat ima veliki uticaj na naše razumevanje kako se organska materija akumulira u veoma mladim planetskim sistemima".

Ova prva, uspešna detekcija hladne gasne faze metanola u protoplanetarnom disku ukazuje da je proizvođnja "ledene" hemije sada dostupna za istraživanje u diskovima, popločavajući put daljim studijama kompleksne organske hemije na mestima rođenja planeta. Astronomi sada imaju moćno novo oružje u borbi za pronalaženje vansolarnih planeta na kojima je moguć život.

[4]

Beleške

[1] Prsten metanola između 30 i 100 astronomiskih jedinica (au) proizvodi šemu koja se vidi u posmatranom metanolu pomoću ALMA teleskopa. Identifikovana struktura ide u prilog hipotezi da je većina ledenog "rezervoara" u disku smeštena primarno na većim (milimetarskim) zrnima prašine, u unutrašnjih 50 au, koja su se razdvojila od gasa i kretala radijalno ka zvezdi.

[2] U ovoj studiji, umesto termalne desorpcije (metanol se oslobađa na temperaturama većim od sublimacione), drugi mehanizmi su podržani i razmotreni od strane tima, uključujući fotodesorpciju ultraljubičastim fotonima i reaktivnu desporpciju. Detaljnija ALMA posmatranja bi pomogla da se vidi koji je scenario bolji od drugih.

[3] Radijalne varijacije u hemijskom sastavu u ravni diska, specifično na mestima snežnih linija, su krucijalne u razumevanju hemije planeta u nastanku. Snežne linije su granice iza koje određene isparive hemijske vrste bivaju zaleđene na česticama prašine. Detekcija metanola u daljim, hladnijim delovima diska pokazuje da je metanol u stanju da pobegne sa prašine na temperatura koje su niže od sublimacione, što je bitno za pokretanje termalne desorpcije.

[4] Tekst je prevela Jovana Petrović, Prirodno-matematički fakultet Novi Sad, Departman za fiziku; Matematički fakultet Beograd, Katedra za astronmiju.

Više informacija

Ovo istraživanje predstavljeno je u radu pod imenom:  “First detection of gas-phase methanol in a protoplanetary disk”, autora Catherine Walsh et al., objavljenom u časopisu Astrophysical Journal, Volume 823, Number 1.

Tim čine: Catherine Walsh (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, The Netherlands), Ryan A. Loomis (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), Karin I. Öberg (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), Mihkel Kama (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, The Netherlands), Merel L. R. van't Hoff (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, The Netherlands), Tom J. Millar (School of Mathematics and Physics, Queen’s University Belfast, Belfast, UK), Yuri Aikawa (Center for Computational Sciences, University of Tsukuba, Tsukuba, Japan), Eric Herbst (Departments of Chemistry and Astronomy, University of Virginia, Charlottesville, Virginia, USA), Susanna L. Widicus Weaver (Department of Chemistry, Emory University, Atlanta, Georgia, USA) and Hideko Nomura (Department of Earth and Planetary Science, Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Japan).

Teleskop ALMA je partnerski poduhvat Evrope, Severne Amerike i istočne Azije, u saradnji sa Republikom Čile. ALMA-u finansira ESO u Evropi, Američka nacionalna naučna fondacija  (National Science Foundation, NSF) u Severnoj Americi, u saradnji sa Nacionalnim istraživačkim odborom Kanade (National Research Council of Canada, NRC) i Nacionalni naučni odbor Tajvana (National Science Council of Taiwan NSC) i Nacionalni institut za prirodne nauke (National Institutes od Natural Sciences, NINS) u istočnoj Aziji u saradnji sa Kineskom akademijom (Academia Sinica) na Tajvanu. Izgradnju i rad teleskopa ALMA omogućio je ESO u Evropi, Nacionalna radio-astronomska opservatorija (National Radio Astronomi Observatory, NRAO) u Severnoj Americi, kojom upravljaju Ujedinjeni univerziteti (Associated Universities, Inc. AUI) i Nacionalna astronomska opservatorija Japana (National Astronomical Observatory of Japan, NAOJ). Ujedinjena opservatorija ALMA (Joint ALMA Observatory, JAO), pruža jedinstveno vođstvo i rukovođenje izgradnjom, puštanjem u rad i funkcionisanjem ALMA-e.

ESO je najistaknutija međunarodna astronomska organizacija u Evropi i najproduktivnija zemaljska opservatorija na svetu. Podržava je 16 zemalja članica: Austrija, Belgija, Brazil, Češka, Danska, Francuska, Finska, Nemačka, Italija, Holandija, Poljska, Portugal, Španija, Švedska, Švajcarska i Velika Britanija. ESO sprovodi vrlo ambiciozan program fokusiran na dizajn, izgradnju i upravljanje najmoćnijim astronomskim opservatorijama na Zemlji, koje će omogućiti značajna naučna otkrića. Takođe, ESO ima vodeću ulogu u promovisanju i organizovanju saradnje u oblasti astronomskih istraživanja. ESO vodi tri jedinstvene posmatračke lokacije u Čileu: La Sija, Paranal i Šahnantor. Na Paranalu, ESO upravlja Veoma velikim teleskopom, najnaprednijim teleskopom na svetu u oblasti vidljive svetlosti, a rukovodi i teleskopima za pregled neba. VISTA radi u oblasti infracrvene svetlosti i najveći je teleskop za pregled neba na svetu, dok je VST najveći teleskop dizajniran da sprovodi pretraživanja neba isključivo u oblasti vidljive svetlosti. ESO je evropski partner na revolucionarnom projektu ALMA, najvećoj astronomskoj opservatoriji današnjice. Na vrhu Sero Armazones, nedaleko od Paranala, ESO gradi 39-metarski Evropski izuzetno veliki teleskop, koji će postati “najveće svetsko oko upereno ka nebu”.

Linkovi

Kontakt

Ivana Horvat
Astronomsko društvo Novi Sad
Petrovaradin, Serbia
Email: eson-serbia@eso.org

Catherine Walsh
Leiden Observatory
Leiden University, The Netherlands
Tel.: +31 71527 ext 6287
Email: cwalsh@strw.leidenuniv.nl

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

Connect with ESO on social media

Ovo je prevod ESO saopštenja za javnost eso1619.

O saopštenju

Saopštenje br.:eso1619sr-latn
Naziv:TW Hydrae
Tip:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016ApJ...823L..10W

Galerija

Artist’s impression of the disc around the young star TW Hydrae
Artist’s impression of the disc around the young star TW Hydrae
Samo na engleskom jeziku
Artist’s impression of the disc around the young star TW Hydrae
Artist’s impression of the disc around the young star TW Hydrae
Samo na engleskom jeziku
ALMA image of the disc around the young star TW Hydrae
ALMA image of the disc around the young star TW Hydrae
Samo na engleskom jeziku

Video

Artist’s impression of the disc around the young star TW Hydrae
Artist’s impression of the disc around the young star TW Hydrae
Samo na engleskom jeziku
Methanol around the young star TW Hydrae
Methanol around the young star TW Hydrae
Samo na engleskom jeziku

Takođe pogledajte