I følge allment aksepterte teorier dannet solsystemet for omtrent 4,6 milliarder år siden fra en massiv sky av støv og gass (aka. Nebular Theory). Denne prosessen begynte da tåken opplevde en gravitasjonskollaps i sentrum som ble vår sol. Det gjenværende støv og gass dannet en protoplanetær skive som (over tid) anklaget for å danne planetene.
Imidlertid er forskere usikre på når organiske molekyler først dukket opp i solsystemet vårt. Heldigvis kan en ny studie av et internasjonalt team av astronomer være i stand til å svare på det spørsmålet. Ved å bruke Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA) oppdaget teamet komplekse organiske molekyler rundt den unge stjernen V883 Ori, noe som en dag kan føre til liv i det systemet.
Studien som beskriver funnene deres nylig ble vist i det vitenskapelige tidsskriftet Naturastronomi. Som de indikerer i studien deres, brukte teamet ALMA-data for å skjelne tilstedeværelsen av komplekse organiske molekyler (COMs) rundt V883 Ori - en ung stjerne som ligger omtrent 1300 lysår unna Jorden som er omgitt av en protoplanetær disk.
Disse observasjonene ble muliggjort takket være en plutselig økning i stjernens lysstyrke, som skyldtes en sprengende torrent av materiale som strømmet fra disken til stjernen (det som er kjent som et utbrudd av FU Orionis). Dette utbruddet oppvarmet den protoplanetære disken og fikk isete partikler til å smelte, i tillegg til at den presset grensen for stjernens “Frost Line” ut betydelig.
En frostlinje (aka. "Snow Line") er regionen rundt en stjerne der temperaturene blir lave nok til at flyktige elementer (vann, karbondioksid, metan, ammoniakk, etc.) vil sublimere til å danne is. Rundt normale unge stjerner handler radiene til Frost Lines om noen få astronomiske enheter (AU), men kan forstørres med en faktor på nesten 10 rundt sprengningstjerner.
Da V883 Ori opplevde utbruddet, forårsaket det isete partikler i systemets protoplanetære disk å sublimere og utløse utgivelsen av COM-er. Disse inkluderer metanol (CH3OH), aceton (CH3COCH'er3acetaldehyd (CH3CHO), metylformiat (CH3OCHO) og acetonitril (CH3CN) - molekyler som, som med andre KOM, kan være relatert til dannelsen av liv i planetariske systemer.
Som Jeong-Eun Lee, en astronom ved Kyung Hee University's School of Space Research og hovedforfatteren på papiret, forklarte i en pressemelding fra ALMA:
“Det er vanskelig å avbilde en disk i skala fra noen få AU med nåværende teleskoper. Imidlertid smelter is rundt en utbruddstjerne i et bredere område av disken, og det er lettere å se fordelingen av molekyler. Vi er interessert i distribusjonen av komplekse organiske molekyler som livets byggesteiner. ”
Oppblussen av stjernen, sammen med ALMAs følsomme avbildningsevner, gjorde det også mulig for forskerteamet å oppnå den romlige fordelingen av de observerte COM-ene. Basert på deres analyse konkluderte teamet med at molekylene de oppdaget hadde en ringlignende struktur med en radius på omtrent 60 AU rundt V883 Ori.
Det som var spesielt interessant er det faktum at den kjemiske sammensetningen av V883 Ori-disken er lik kometen i det moderne solsystemet. Kometer er i fokus for betydelig forskningsoppmerksomhet siden de antas å ha spilt en rolle i spredningen av vann og organiske molekyler i løpet av de første dagene av solsystemet.
Det er antatt at disse kometene har dannet seg i de ytre delene av solsystemet (den moderne Oort Cloud) hvor organiske molekyler ble inneholdt i is. På grunn av dette er forskning i de kjemiske sammensetningene av protoplanetære disker direkte relatert til forskning på kometenes sammensetning og jordens opprinnelse.
Som Yuri Aikawa, medlem av forskerteamet fra University of Tokyo, forklarte:
"Siden steinete og isete planeter er laget av fast materiale, er den kjemiske sammensetningen av faste stoffer i disker av spesiell betydning. Et utbrudd er en unik sjanse til å undersøke ferske sublimater, og dermed sammensetningen av faste stoffer. ”
Mulighetene for å observere utbrudd er ganske sjeldne, siden de bare varer i 100 år eller så. Imidlertid har unge stjerner med et bredt spekter av aldre vært kjent for å oppleve FU Ori-utbrudd, så astronomer forventer å kunne være vitne til flere av disse hendelsene i fremtiden - og i prosessen bestemme de kjemiske sammensetningene til flere protoplanetære disker.
Denne forskningen vil ikke bare forbedre vår forståelse av den kjemiske sammensetningen av is som utvikler seg rundt unge stjerner. Det vil også forbedre vår forståelse av hvordan organiske molekyler utviklet seg mellom fødselen av solsystemet vårt og i dag, noe som vil avsløre mange ting om selve livets opprinnelse!
