En kunstners inntrykk av den støvete disken som kretser rundt IRS 46. Bildekreditt: NASA / JPL-Caltech Klikk for å forstørre
Astronomer ved W. M. Keck Observatory har funnet ?? bf? for første gang ?? bf? noen av de grunnleggende forbindelsene som er nødvendige for å bygge organiske molekyler og en av basene som finnes i DNA i de indre områdene av en planetdannende plate. Objektet, kjent som “IRS 46,” ligger i Melkeveis galaksen, omtrent 375 lysår fra Jorden, i stjernebildet Ophiuchus. Resultatene vil bli publisert i en kommende utgave av Astrophysical Journal Letters.
"Vi ser prebiotiske organiske molekyler i kometer og gassgigantplanetene i vårt eget solsystem og lurer på, hvor kom disse kjemikaliene fra?" sa Dr. Marc Kassis, støtte astronom ved W. Keck-observatoriet. "Spitzer-romteleskopet lar oss studere disse unge stjernestykkene på nye og avslørende måter, og gir oss spennende ledetråder om hvor livet kan danne seg i universet."
De to organiske forbindelsene som finnes - acetylen og hydrogensyanid - finnes ofte i vårt eget solsystem, som atmosfærene til de gigantiske gassplaneter, de iskalde overflatene til kometer og atmosfæren til Saturns største måne, Titan . En annen påvist karbonholdig art, karbondioksid, er utbredt i atmosfærene til Venus, Jorden og Mars.
"Hvis du tilsetter hydrogensyanid, acetylen og vann sammen i et reagensrør, og gir dem en passende overflate som de kan konsentreres og reagerer på, får du en rekke organiske forbindelser inkludert aminosyrer og en DNA-purinbase kalt adenin, ”Sa Keck Astronom Dr. Geoffrey Blake, fra California Institute of Technology i Pasadena og medforfatter av papiret. "Nå kan vi oppdage de samme molekylene i planetens sone for en stjerne hundrevis av lysår unna."
Tilstedeværelsen av gassrike disker rundt unge stjerner er velkjent, men lite forstått om den kjemiske strukturen inne. Oppdagelsen av acetylen og hydrogensyanid i en av disse diskene vil hjelpe astronomer å forstå disse platene bedre, der fremtidige solsystemer en dag kan danne og muligens føre til liv.
"Spitzer fant noe veldig unikt - en ung protostar med en støvete skive som, sett på fra Jorden, virker skråstilt på himmelen, ligner på hvordan noen galakser ser ut," forklarte Kassis. “Denne synsvinkelen lot teamet bruke Keck-NIRSPEC-data til å studere de indre områdene på disken. Resultatene fortalte teamet nøyaktig hvordan disken beveget seg og antyder at det kan komme en stjernevind fra det indre området. Keck var også med på å måle de høye temperaturene og partikkelkonsentrasjonen i disken. ”
Støvet og gassen som omgir en ung stjerne blokkerer synlig lys, men lar lengre bølgelengder, for eksempel infrarødt lys, passere gjennom. Astronomer kan finne ut hva denne gassen og støvet er laget av ved å skille lyset i dets bølgelengder eller farger.
Siden 2003 har NASA Spitzer-romteleskopet tillatt astronomer å bruke denne teknikken for å studere molekylære forbindelser i protoplanetære disker av unge stjerneobjekter. Spitzer “c2d legacy-programmet” har sett på mer enn 100 kilder i fem nærliggende stjernedannende regioner, og bare én bf? IRS 46 ?? bf? viste tydelige bevis på at de inneholder de organiske forbindelsene i de varme områdene nær stjernen der det er mest sannsynlig å danne jordplanter.
"Dette spedbarnsystemet kan se mye ut som vårt for milliarder av år siden, før livet oppstod på jorden," sa Fred Lahuis fra Leiden Observatory i Nederland og SRON Netherlands Institute for Space Research. Lahuis er hovedforfatter av papiret som beskriver resultatene.
Mens de presise hendelsene som fører til selvreplikerende nukleinsyrer forblir uklare, har molekylene av acetylen (C2H2) og hydrogensyanid (HCN) vist seg å produsere baseforbindelsene som er nødvendige for å bygge RNA og DNA. Teamet fant ut at mengden av hydrogensyanid (HCN) var nesten 10.000 ganger høyere enn det som ble funnet i kald interstellar gass som stjerner og planeter er født fra.
Modeller fra tidlig solsystem-kjemi har historisk sett sentrert om data fra vårt eget primitive solsystem, men nå har funn av protoplanetære disker åpnet feltet for andre solsystemer enn våre egne. Teoretiske modeller har antydet at store mengder komplekse organiske molekyler ville være til stede i de indre områdene av disse skivene, men til nå har ingen observasjonstester vært mulig.
For å bestemme hvor, nøyaktig, den organisk rike gassen som er bosatt i IRS 46, benyttet teamet også submillimeterdata fra James Clerk Maxwell Telescope på Mauna Kea. De svake signalene som observeres igjen antyder at materialet stammer fra den indre disken, kanskje ikke mer enn 10 astronomiske enheter fra forelderstjernen, tilsvarende i avstand til der Saturn går i bane rundt Solen i vårt eget solsystem. Det gjenstår imidlertid mye ekstra arbeid for å vite dette med sikkerhet.
"Gassene er veldig varme, nær eller noe over vannets kokepunkt," sa Dr. Adwin Boogert, også fra Caltech. "Disse høye temperaturene bidro til å kartlegge plasseringen av gassene på disken."
Resultatene fra Keck-NIRSPEC peker på tilstedeværelsen av en stjernevind som dukker opp fra den indre delen av platen som kretser rundt IRS 46. Vinden kan til slutt blåse bort det støvete rusk i disken, og kanskje avsløre tilstedeværelsen av steinete, jordlignende planeter i flere millioner år.
Jet Propulsion Laboratory administrerer Spitzer Space Telescope-oppdraget for NASAs Science Mission Directorate, Washington. Vitenskapelige operasjoner utføres ved Spitzer Science Center på Caltech. JPL er en divisjon av Caltech.
W. Keck-observatoriet administreres av California Association for Research in Astronomy, et ideelt selskap 501 (c) (3). Keck I og Keck II 10-meter teleskoper undersøker de svakeste gjenstandene i det optiske og infrarøde universet.
Originalkilde: W. Keck Observatory
