Складні органічні молекули вперше виявлені в протопланетному диску

Астрономи за допомогою Великої міліметрової/субміліметрової решітки Atacama (ALMA) виявили диметиловий ефір (CH3OCH3), оксид азоту (NO) і метилформіат (CH3OCHO) в диску, що формує планети біля молодої зірки IRS 48. Диметиловий ефір з дев'ятьма атомами є найбільшою молекулою, ідентифікованою в такому диску на сьогоднішній день.

IRS 48 - зірка класу A0, розташована приблизно в 445 світлових роках від нас у сузір'ї Змієносця.

Зірка, також відома як Oph-IRS 48, IRAS 16245-2423, 2MASS J16273718-2430350, EPIC 203896277 або TIC 175743679, була предметом численних досліджень, оскільки її протопланетний диск містить асиметричну пилову пастку.

Ця область, яка, ймовірно, утворилася в результаті появи планети або невеликої зірки-компаньйона, розташованої між зіркою і пиловою пасткою, містить велику кількість пилів міліметрового розміру, які можуть збиратися разом і перетворюватися на об'єкти розміром на кілометр, такі як комети, астероїди і потенційно навіть планети.

Астрономи нещодавно виявили, що пилова пастка в диску IRS 48 також є резервуаром для льоду, що містить пилинки, вкриті цим льодом, багатим складними молекулами.

У новому дослідженні вони виявили в цій області ознаки диметилового ефіру - органічної молекули, яка зазвичай спостерігається тільки в зореутворюючих хмарах.

У міру того, як нагрівання від IRS 48 перетворює лід на газ, захоплені молекули, успадковані від холодних хмар, звільняються і стають виявлюваними.

«З цих результатів ми можемо більше дізнатися про походження життя на нашій планеті і, отже, краще зрозуміти потенціал життя в інших планетарних системах», - сказав провідний автор дослідження Нешанті Брункен з Лейденської обсерваторії. «Дуже цікаво бачити, як ці результати вписуються в більш широку картину».

Вчені також зробили попереднє виявлення метилформіату, складної молекули, схожої на диметиловий ефір, яка також є будівельним блоком для ще більших органічних молекул.

"Дуже цікаво нарешті виявити ці більш великі молекули в дисках. Якийсь час ми думали, що їх неможливо буде спостерігати ", - сказала співавтор роботи Еліс Бут, астроном з Лейденської обсерваторії.

"Що робить це ще більш захоплюючим, так це те, що тепер ми знаємо, що ці більш великі складні молекули доступні для харчування планет, що формуються в диску. Раніше про це не було відомо, оскільки в більшості систем ці молекули приховані в льоду ".

Відкриття диметилового ефіру передбачає, що багато інших складних молекул, які зазвичай виявляються в областях зіроутворення, також можуть ховатися в крижаних структурах в дисках, що утворюють планети.

Ці молекули є попередниками пребіотичних молекул, таких як амінокислоти і цукру, які є одними з основних будівельних блоків життя.

Таким чином, вивчаючи їх формування та еволюцію, астрономи можуть краще зрозуміти, як пребіотичні молекули потрапляють на планети, включаючи нашу власну.

«Ми неймовірно раді, що тепер можемо почати відстежувати весь шлях цих складних молекул від хмар, що формують зірки, до дисків, що формують планети, і до комет», - кажуть вчені.

«Завдяки більшій кількості спостережень ми зможемо наблизитися до розуміння походження пребіотичних молекул у нашій власній Сонячній системі».

Дослідження було опубліковано в журналі Astronomy and Astrophysics.