Finder søde byggesten til liv omkring ung stjerne
Liv er bygget op af en række komplicerede organiske molekyler, som blandt andet består af sukkerstoffer. Astronomer fra bl.a. Niels Bohr Institutet har nu observeret et simpelt sukker-molekyle i gassen omkring en ung stjerne, og fundet viser, at livets byggesten var tilstede allerede under planetdannelsen. Resultaterne er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Astrophysical Journal Letters.
Infrarødt billede af det stjerne-dannende område, Rho Ophiuchi observeret af NASA's WISE satellit. Den del af skyen, som er vist i dette billede, måler 14 lysår fra kant til kant. Astronomerne brugte ALMA-teleskoperne til at kigge på en helt ung stjerne i venstre side af billedet (markeret med gult). ALMA-observationer opløser detaljer helt ned på en 0.0005 lysår skala - sammen-ligneligt med størrelsen af Uranus' bane i vores eget solsystem. Den observerede glykolaldehyd-emission kommer fra dette område omkring den unge stjerne. (NASA)
Stjernen blev observeret med det nye store internationale teleskop, Atacama Large Millimeter Array (ALMA) i det nordlige Chile. ALMA-teleskoperne er i stand til at zoome ind og studere detaljerne i nydannede stjerner og deres roterende skiver af støv og gas, som senere klumper sammen og bliver til planeter. Blandt andet vil astronomerne gerne undersøge gassen for tilstedeværelsen af vanddamp og udforske den kemiske sammensætning for komplekse molekyler.
Sukker omkring ny stjerne
"I den protoplanetariske skive af gasser og støv omkring den unge, nydannede stjerne, fandt vi et glykolaldehyd - molekyle, som er en simpel form for sukker. Det er en af byggestenene i processen, der leder til dannelse af RNA og det første skridt i retning af biologi", siger astrofysiker Jes Jørgensen, lektor på Niels Bohr Institutet og Center for Stjerne- og Planet-dannelse ved Københavns Universitet.
ALMA teleskoperne på Chajnantor plateauet i Atacama
ørkenen i det nordlige Chile. De består nu af 44 tele-
skoper, og når ALMA er færdigbygget i slutningen af
2013 vil det bestå af 66 teleskoper, som vil observere
stråling med lavfrekvent stråling fra unge stjerner og
fjerne galakser med hidtil uset opløsning og følsomhed.
Han forklarer, at gas- og støvskyen først er ekstremt kold, (kun omkring 10 grader over det absolutte nulpunkt på minus 273 grader C) og simple gasser som kulilte og metan sætter sig på støvkornene og størkner som is. Her på støvkornene er de ellers så flyvske gasser imidlertid kommet tæt på hinanden og kan koble sig sammen og danne mere komplekse molekyler. Når stjernen er blevet dannet inde i midten af gas- og støvskyen, udsender den varme, og de inderste dele af den roterende sky omkring stjernen varmes op til cirka stuetemperatur, hvorefter de kemiske, komplekse molekyler på støvkornene fordamper som gas. Dén gas udsender stråling som radiobølger i det lavfrekvente område, og det er den stråling, forskerne kan observere med ALMA-teleskoperne.
Forstadier til biologi før planeter
Stjernen befinder sig kun 400 lysår fra os – og altså set i astronomisammenhæng lige i vores eget nabolag. Med de nye teleskopers meget høje opløsning har forskerne nu mulighed for at studere detaljerne i støv- og gasskyen, og ud over sukkermolekylet så forskerne også tegn på en række andre komplekse organiske molekyler, blandt andet ethylen-glykol, methyl-format og ethanol.
Observeret spektrum fra den unge protostjerne IRAS16293B. Hver top i spektret svarer til stråling fra et specifikt molekyle. Med den høje følsomhed af ALMA dataene er en af største udfordringer for astronomerne at udrede hvilke af de mange linjer, der hører til hvilke molekyler.
"De komplekse molekyler i skyen omkring den nydannede stjerne fortæller os, at livets byggesten kan være noget af det første, der dannes. Et af de store spørgsmål er, om det er almindeligt at danne disse organiske molekyler så tidligt i stjerne- og planet-dannelses processen – og hvor komplekse de kan blive, før de bliver indarbejdet i nye planeter. Det vil potentielt fortælle os noget om mulighederne for, at liv kan opstå andre steder, og om forstadier til biologi er tilstede allerede inden planeterne er blevet dannet", siger Jes Jørgensen.
Astrophysical Journal Letters >>