В протопланетном диске вокруг молодой звезды IRS 48, расположенной на расстоянии 444 световых лет от Солнечной системы в направлении созвездия Серпентина, астрономы обнаружили следы диметилового эфира. Это самая большая молекула, обнаруженная на сегодняшний день в газовых и пылевых дисках, из которых формируются планеты. Открытие может иметь важные последствия, так как эта молекула может быть строительным блоком для других органических молекул, из которых теоретически может возникнуть жизнь.
В облаке газа и пыли, вращающемся вокруг молодой звезды IRS 48 (также обозначаемой Oph-IRS 48), ученые из Лейденской обсерватории в Нидерландах обнаружили диметиловый эфир. Эта молекула может быть предшественником других органических молекул. Метилформиат также был потенциально обнаружен, это также органическая молекула — похожая на диметиловый эфир, который также может быть строительным блоком более крупных органических молекул.
Эти открытия могут иметь важные последствия для нашего понимания того, как возникает жизнь во Вселенной. Результаты наблюдений были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics (DOI: 10.1051/0004-6361/202142981).
Потенциальные ключи к происхождению жизни
Астрономы наблюдали диметиловый эфир и раньше, но в звездообразующих облаках. Никогда ранее эта молекула не была замечена в протопланетных дисках. И диметиловый эфир, и метилформиат являются предшественниками пребиотических молекул, которые могут привести к зарождению жизни. Изучение этих типов сложных органических молекул в эволюционировавших протопланетных дисках позволит лучше понять, как они оказываются на планетах.
Ученые обнаружили диметиловый эфир и, предположительно, метилформиат с помощью обсерватории ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили.
— Основываясь на этих результатах, мы сможем больше узнать о происхождении жизни на нашей планете и тем самым получить лучшее представление о возможности существования жизни в других планетных системах», — говорит Нашанти Брункен из Лейденской обсерватории в Нидерландах. — Очень интересно посмотреть, как эти открытия впишутся в общую картину», — добавляет он.
Сложные органические молекулы
Диметиловый эфир является простейшим из эфиров и нередко встречается в космосе. Фактически, это одна из самых распространенных молекул, обнаруженных в звездообразующих областях в межзвездном пространстве.
Считается, что подобные сложные органические молекулы образуются в холодных областях звездообразования еще до появления звезд из плотных пылевых облаков. Исследователи считают, что простые молекулы, такие как монооксид углерода, прилипают к зернам пыли и образуют слои льда, которые подвергаются химическим реакциям, образуя еще более сложные молекулы.
НАЛОГОВАЯ СЛУЖБА 48
Молодая звезда IRS 48 привлекла внимание астрономов из-за асимметричных особенностей на ее диске в форме полумесяца, где сосредоточены более крупные зерна пыли. Эта структура, известная как «пылевая ловушка», вероятно, образовалась в результате присутствия новой планеты между молодой звездой и вышеупомянутой ловушкой. В «пылевой ловушке» крупные зерна пыли могут слипаться в еще более крупные комки, образуя в итоге огромные объекты — кометы, астероиды и, возможно, даже планеты.
Открытие «пылевой ловушки» было подробно описано в исследовании 2013 года. В публикации, опубликованной в прошлом году, ученые показали, что ловушка также богата льдом, который содержит сложные молекулы. Поэтому Брункен и ее команда направили телескопы обсерватории ALMA на IRS 48, чтобы посмотреть, что они смогут обнаружить.
Когда излучение от звезды достигает ловушки, оно вызывает сублимацию льда. С помощью достаточно мощного телескопа по спектру можно определить сигнатуры молекул, находящихся в нем. Поскольку различные молекулы поглощают и переизлучают свет, они создают уникальные особенности в спектре света, который достигает телескопа.
Как признали ученые в публикации, спектральные особенности, обнаруженные ALMA, соответствуют диметиловому эфиру. Кроме того, ученые сделали потенциальное обнаружение метилформиата, простого эфира, который также является строительным блоком органических молекул.
Предвестник жизни
— Очень интересно наконец-то обнаружить более крупные молекулы в протопланетных дисках. Какое-то время мы думали, что их невозможно наблюдать, — говорит Элис Бут из Лейденской обсерватории. — Еще более захватывающим является тот факт, что теперь мы знаем, что эти более крупные, сложные молекулы могут питать планеты, формирующиеся в диске. Это не было известно ранее, потому что в большинстве систем эти молекулы скрыты во льду, добавляет он.
Обилие диметилового эфира в областях звездообразования в сочетании с этим открытием позволяет предположить, что эти молекулы могут быть в изобилии и в протопланетных дисках, и что они являются предшественниками пребиотических молекул, таких как аминокислоты и сахара, которые, в свою очередь, являются основными строительными блоками жизни.
Это открытие также означает, что можно проследить путь этих молекул от звездных яслей до планет. — Мы рады, что теперь можем проследить весь путь этих сложных молекул — от облаков, из которых формируются звезды, до дисков, в которых формируются планеты и кометы», — говорит Ниенке ван дер Марел из Лейденской обсерватории. — Я надеюсь, что с увеличением числа наблюдений мы еще на один шаг приблизимся к пониманию происхождения пребиотических молекул в нашей Солнечной системе», — добавляет он.
Источник: ESO, Science Alert, фото: ESO/L. Кальсада, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al. На рисунке представлено видение художником диметилового эфира в протопланетном диске вокруг IRS 48.
