Используя массив радиотелескопов ALMA, астрономы впервые зарегистрировали в протопланетном диске диметилэфир – девятиатомную молекулу, являющуюся на сегодня самой большой из всех обнаруженных в окружении молодых звезд. Об открытии сообщается в журнале Astronomy & Astrophysics.
«Получив эти результаты, мы можем лучше представить себе, как появилась жизнь на нашей планете, а значит и каков потенциал для ее зарождения в других системах», – рассказывает Нашанти Брункен, ведущий автор исследования Лейденского университета (Нидерланды).
Художественное представление протопланетного диска вокруг молодой звезды IRS 48. Credit: ESO/L. Calçada
Диметилэфир – органическая молекула, которая обычно встречается в протозвездных облаках, но никогда еще не регистрировавшаяся в протопланетных дисках. Она была найдена вокруг молодой звезды IRS 48, расположенной на расстоянии 444 световых года от нас в направлении созвездия Змееносец.
Звезда IRS 48 уже неоднократно становилась целью исследований, так как ее диск содержит интересную асимметричную «пылевую ловушку», по форме напоминающую орех кешью. Эта область, вероятно, образовалась в результате взаимодействия с окружением новорожденной планеты или маломассивной звезды-компаньона. В ловушке скопилось множество пылевых зерен размером около миллиметра, которые сбиваются в кучи и разрастаются в объекты километровых размеров – кометы и астероиды.
Изображения, полученные на ALMA, показывают, где именно в диске вокруг звезды IRS 48 обнаружены различные молекулы. Наблюдения выявили присутствие нескольких видов сложных органических молекул, в том числе формальдегида (H2CO; оранжевый цвет), метанола (CH3OH; зеленый) и диметилэфира (CH3OCH3; голубой); последняя молекула является самой большой из всех, когда-либо обнаруженных в протопланетном диске. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.
Считается, что в протозвездных облаках еще до рождения в них звезд образуется много сложных органических молекул, таких как диметилэфир. В этих холодных средах атомы и простые молекулы, например, окись углерода, прилипают к пылевым зернам, образуя слой льда, в котором идут химические реакции и образуются более сложные молекулы.
Пылевая ловушка в системе IRS 48 как раз является хранилищем такого богатого сложными молекулами льда, покрывающего пылевые частицы. Именно в этой области открыты следы молекул диметилэфира: когда под действием тепла от звезды лед сублимирует в газ, захваченные молекулы, унаследованные от холодных облаков, освобождаются и регистрируются ALMA.
«Ещё интереснее то, что теперь мы знаем: эти более крупные и сложные молекулы могут входить в состав формирующихся в диске планет. Раньше мы об этом не догадывались, так как в большинстве систем эти молекулы скрыты во льду» – пояснила Алиса Бут, соавтор исследования из Лейденского университета.
x
Открытие диметилэфира указывает на то, что в ледяных структурах протопланетных дисков могут скрываться и многие другие сложные молекулы – предшественницы пребиотических молекул, входящих в число основных «строительных кирпичиков» жизни.
«Изучая образование и эволюцию сложных молекул в протопланетных дисках, в итоге мы сможем понять, как пребиотические молекулы попадают на планеты», – заключила Нинке ван дер Марел, соавтор исследования из Лейденского университета.