Pressmeddelande

Rekordmolekyl funnen i planetbildande skiva

8 mars 2022, Skurup

Med hjälp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile har astronomer vid Leidenobservatoriet i Nederländerna för första gången identifierat dimetyleter i en planetbildande gas- och stoftskiva. Med sina nio atomer är detta den största molekylen som hittills har upptäckts i en sådan skiva. Den är också en byggsten för större organiska molekyler som kan ge upphov till liv.

“Med dessa resultat kan vi lära oss mer om livets ursprung på vår planet och därför få en bättre förståelse för möjligheterna till liv i andra planetsystem. Det är mycket spännande att se hur dessa resultat bidrar till den större bilden” säger Nashanty Brunken, forskarstuderande vid Leidenobservatoriet och försteförfattare på den artikel som publiceras i dag i Astronomy & Astrophysics.

 

Dimetyleter är en organisk molekyl som ofta finns i stjärnbildande gas- och stoftmoln, men den har aldrig tidigare upptäckts i en planetbildande skiva. Forskarna gjorde också en preliminär detektion av metylformiat, en komplex molekyl som liknar dimetyleter som även den är en byggsten för större organiska molekyler.

 

“Det är mycket spännande att äntligen se dessa större molekyler i gas- och stoftskivor. Vi trodde att det kanske inte var möjligt att observera dem över huvud taget” säger Alice Booth, också forskare vid Leidenobservatoriet.

 

Molekylerna identifierades i den planetbildande skivan runt den unga stjärnan IRS 48 (också känd som Oph-IRS 48) med hjälp av ALMA, ett observatorium med Europeiska sydobservatoriet (ESO) som delägare. IRS 48, som ligger 444 ljusår bort i stjärnbilden Ormbäraren, har undersökt många gånger då dess skiva innehåller en asymmetrisk, cashewnötsformad “stoftfälla”. Denna region, som sannolikt formades av en nybildad planet eller en liten stjärnkompanjon belägen mellan stjärnan och stoftfällan, drar till sig mängder av millimeterstora stoftkorn som kan växa till kilometerstora objekt som kometer, småkroppar och potentiellt även planeter.

 

Forskarna tror att många komplexa molekyler, som dimetelyter, bildas i stjärnbildande moln redan innan stjärnorna föds. I dessa kalla miljöer fastnar atomer och enkla molekyler som kolmonoxid på stoftkornens ytor och bildar en isskorpa där kemiska reaktioner sker och komplexa molekyler uppstår. Nyligen upptäcktes att stoftfällan i IRS 48 också är en isreservoar som samlar stoftkorn med is rikt på komplexa molekyler. Det var i denna region i skivan som ALMA registrerade tecken på diemetyleter: när den unga stjärnan IRS 48 värmer upp isen sublimerar den till gas, varvid molekylerna som är fångade i isen frigörs och blir detekterbara.

 

“Det som gör denna upptäckt än mer spännande är att vi nu vet att dessa större komplexa molekyler kan ingå i planeter som bildas i skivan” förklarar Booth.”Detta var inte känt tidigare eftersom de komplexa molekylerna gömde sig i isen”.

 

Upptäckten av dimetyleter kan betyda att många andra komplexa molekyler som förekommer i stjärnbildningsområden också kan gömma sig i isen i planetbildande skivor. Dessa molekyler är byggstenar för prebiotiska molekyler som aminosyror och sockerarter, och vissa av dessa är nödvändiga för utvecklingen av liv.

 

Genom att studera de prebiotiska molekylernas bildning och utveckling kan forskarna få en bättre förståelse för hur de hamnar i planeter, som vår egen. “Det är fantastiskt att vi nu kan följa dessa komplexa molekylers hela resa från de kalla stjärnbildande molnen via planetbildande skivor till kometer. Förhoppningsvis kommer fler observationer hjälpa oss att förstå hur prebiotiska molekyler bildades i vårt eget solsystem” säger Nienke van der Marel vid Leidenobservatoriet, som också deltog i studien.

 

Framtida observationer av IRS 48 med ESO:s Extremely Large Telescope (ELT), som nu konstrueras i Chile och som förväntas påbörja observationer senare under detta årtionde, kommer ge forskarlaget möjlighet att studera kemin i de allra innersta regionerna i skivan, där jordlika planeter möjligen bildas.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk: III. First detection of dimethyl ether" (doi: 10.1051/0004-6361/202142981) i tidskriften Astronomy & Astrophysics.

 

Denna studie publicerades på Internationella kvinnodagen 2022 och baseras på forskning utförd av sex kvinnor.

 

Forskarlaget utgörs av Nashanty G. C. Brunken (Leiden Observatory, Leiden University,  Nederländerna [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).

 

Det Europeiska sydobservatoriet (ESO) möjliggör för astronomer världen över att utforska universums mysterier. Vi designar, konstruerar och driver markbaserade observatorier av yppersta världsklass – som astronomer använder för att besvara spännande och utmanande frågor och för att sprida astronomisk kunskap – och driver internationella samarbeten inom astronomin. ESO startade som en mellanstatlig organisation 1962 och har i dag 16 medlemsländer (Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike), tillsammans med Chile som värdland och Australien som en strategisk partner. ESO:s högkvarter och besökscenter med planetarium, ESO Supernova, ligger nära München i Tyskland, medan teleskopen är placerade i Atacamaöknen i Chile, en unik plats för astronomiska observationer. ESO driver tre observatorier i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope och Very Large Telescope Interferometer. Där finns även två kartläggningsteleskop: VISTA som arbetar i infrarött ljus och VLT Survey Telescope som observerar i synligt ljus. Vid Paranal kommer även ESO att placera och driva Cherenkov Telescope Array South, världens största och känsligaste gammastrålningsteleskop. Tillsammans med internationella partners driver ESO de två anläggningarna APEX och ALMA på Chajnantorplatån som observerar himlen i millimeter- och submillimetervåglängder. Vid Cerro Armazones, nära Paranal, bygger vi för närvarande ESO:s Extremely Large Telescope, ”världens största öga mot himlen”. Från kontoret i Santiago, Chile, stödjer vi verksamheten i landet och samverkar med det chilenska samhället och våra samarbetspartners.

Länkar

 

Kontakter

Nashanty Brunken
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
E-post: brunken@strw.leidenuniv.nl

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

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

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

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sverige@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2205 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.

Om pressmeddelandet

Pressmeddelande nr:eso2205sv
Namn:IRS 48, Oph-IRS 48
Typ:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2022A&A...659A..29B

Bilder

Dimetyleter upptäckt i skivan runt stjärnan IRS 48
Dimetyleter upptäckt i skivan runt stjärnan IRS 48
Molekyler i skivan runt stjärnan IRS 48
Molekyler i skivan runt stjärnan IRS 48
Molekyler i skivan runt stjärnan IRS 48 (komposit)
Molekyler i skivan runt stjärnan IRS 48 (komposit)
ALMA:s bild av kometfabriken omkring Oph-IRS 48
ALMA:s bild av kometfabriken omkring Oph-IRS 48
ALMA och VLT:s bild av kometfabriken omkring Oph-IRS 48
ALMA och VLT:s bild av kometfabriken omkring Oph-IRS 48
ALMA:s bild av stoftfällan/kometfabriken omkring Oph-IRS 48 (med bildtext)
ALMA:s bild av stoftfällan/kometfabriken omkring Oph-IRS 48 (med bildtext)
Positionen för systemet Oph-IRS 48 i stjärnbilden Ormbäraren
Positionen för systemet Oph-IRS 48 i stjärnbilden Ormbäraren

Videor

Rekordmolekyl funnen i planetbildande skiva (ESOcast 253 Light)
Rekordmolekyl funnen i planetbildande skiva (ESOcast 253 Light)
Konstnärlig animation av stoftfällan i IRS 48
Konstnärlig animation av stoftfällan i IRS 48
Inzoomning mot systemet Oph-IRS 48
Inzoomning mot systemet Oph-IRS 48