Med hjälp av teleskopet ALMA (Atacama Large Millimeter Array) i Chile har forskare vid Leiden Observatory i Nederländerna för första gången kunnat detektera en molekyl av dimetyleter i en planetbildande skiva. Molekylen kan vara föregångare till större organiska molekyler vilka i sin tur kan leda till uppkomsten av liv.
Dimetyleter har den kemiska formeln CH3OCH3, den består alltså av två metylgrupper; en kol med tre väte kopplade till sig, som är ”sammankopplade” med en syreatom mellan kolatomerna. Den består alltså av totalt 9 atomer och forskare har tidigare aldrig observerat så stora molekyler i protoplanetära skivor, däremot i stjärnbildande moln.
– Dimetyleter är en av de större organiska molekylerna som regelbundet observeras i gasen kring proto-stjärnor, så vi vet att de bildas som ett naturligt steg i den kemiska utvecklingen under dessa förhållanden. Att den nu har detekterats i en protoplanetär skiva tyder på att liknande kemisk utveckling sker i närmiljön där planeter bildas, något man tidigare trott men inte kunnat bekräfta, säger Eva Wirström, docent och avdelningschef för Onsala Rymdobservatorium.
Eva Wirström är astronom och forskar själv på just fysik och kemi i de enorma moln av gas och stoft som bildar stjärnor och planetsystem i vår galax och vilken koppling det finns mellan dessa och uppkomsten av liv, det ämne som idag går under namn som astrokemi och astrobiologi.
Intressant region för forskarna
Molekylerna hittades i en planetbildande skiva runt den unga stjärnan IRS 48, också känd som Oph-IRS 48. Den ligger 444 ljusår från jorden, i konstellationen Ormbäraren på södra stjärnhimlen. I den här regionen finns stora mängder millimeterstora dammkorn som på sikt kan slå sig samman och bilda kilometerstora kometer, asteroider och kanske även just planeter, vilket gör området intressant att studera för forskarna.
ESO/L. Calçada
Med hjälp av radioteleskop samlar astronomer in den svaga radiostrålning som molekylerna i ett område sänder ut när de spontant övergår från ett högre energitillstånd till ett lägre. Den dimetyleter som forskarna nu detekterat är i gasform, men man tror att dimetyleter, och andra större organiska molekyler, delvis bildas genom reaktioner i isform på ytan av stoftpartiklar.
– Frekvensen för strålningen är väldigt specifik för varje molekyl och är det tillräckligt många molekyler av samma sort i samma område så kan vi detektera dessa spektrallinjer med spektrometrarna på våra radioteleskop, men om det är för få molekyler som strålar så drunknar spektrallinjerna i bruset. Varje molekyl avger ett unikt mönster av spektrallinjer så astronomer kan på detta sätt identifiera dem och även uppskatta hur mycket av molekylen det finns i området, förklarar Eva Wirström.
En föregångare till liv
Just dimetyleter i sig är ingen molekyl som är kopplad till livsbetingelser, men andra organiska molekyler som exempelvis nukleobaser, sockerarter och aminosyror är det. Med organisk molekyl menas av astronomer i princip alla molekyler som innehåller kol, syre och väte, och om dimetyleter kan bildas och finnas i tillräckliga mängder för att forskarna ska kunna detektera dem är sannolikheten större att även dessa andra, viktiga organiska molekyler ska kunna finnas där.
– Det är superintressant! Jag forskar bland annat på hur komplexa molekyler bildas i stjärnbildande moln och hur komplexa de kan bli, så tidigare i utvecklingen och på större skalor än planetbildningen sker. Detta framsteg visar att mina resultat med större sannolikhet även kan appliceras på planetbildande skivor vilket gör dem relevanta på flera sätt, säger Eva Wirström.
Framtida studier av IRS 48 kommer också ske med ESO (European Southern Observatory) teleskopet ELT (Extremely Large Telescope) som just nu är under konstruktion i Chile. Med detta hoppas forskarna kunna studera kemin i de innersta regionerna av den planetbildande skivan, där jordliknande planeter kanske just nu håller på att formas.
Källa: Astronomers discover largest molecule yet in a planet-forming disc
