Астрономы впервые обнаружили молекулы вокруг и между звездами в 1930-х годах. Теперь количество межзвездных молекул — химических семян жизни — значительно превышает 200, и недавние находки имеют все большую сложность. Но остается неясным, как сложные молекулы мигрируют из пространства между звездами в планетообразующие диски и, в конечном счете, на сами планеты.
Сложность заключается в том, что астрономы обнаруживают эти молекулы в газовой форме, поскольку они поглощают свет. Это затрудняет обнаружение в планетообразующих дисках, где большинство молекул существуют в виде льдов, блестящих на пыльных зернах. Но новое исследование, опубликованное в Astronomy & Astrophysics, сделало именно это.
Nashanty Brunken (Лейденская обсерватория, Нидерланды) и его коллеги сообщают о первом обнаружении диметилового эфира (CH3OCH3) в протопланетном диске, одной из самых сложных молекул, найденных в планетообразующей среде на сегодняшний день. Они также сообщают о предварительном обнаружении метилформиата (CH3OCHO).
“Действительно интересно наконец обнаружить эти большие молекулы в дисках”, — говорит член команды Алиса Бут (также в Лейденской обсерватории). “Некоторое время мы думали, что их невозможно наблюдать”.
Обнаружение стало возможным, потому что астрономы нацелились на Oph IRS 48, звезду, находящуюся на расстоянии 440 световых лет в созвездии Змееносца. Протопланетный диск этой звезды известен в астрономических кругах своей пылевой ловушкой: предыдущие наблюдения показали, что, хотя газ занимает весь диск, пыль концентрируется в отчетливой форме полумесяца. Считается, что такие пылевые ловушки содержат начальные стадии формирования планет, поскольку они способствуют запутыванию пылевых зерен.
Исследователи считают, что, когда звездный свет светит на внутренний край этой пылевой ловушки, он “освобождает” молекулы в газообразную фазу. Затем команда Бранкена смогла обнаружить молекулы с помощью большого миллиметрового/субмиллиметрового массива Атакама (ALMA) в Чили. То, что молекулы, такие как диметиловый эфир, существуют внутри диска, предполагает, что там могут находиться и другие сложные органические молекулы.
От органических молекул к жизни
Диметиловый эфир, используемый на Земле в качестве хладагента и потенциального источника топлива, не звучит ужасно органично, не так ли? Точно так же метилформиат иногда используется в качестве инсектицида, среди других видов применения. Тем не менее, в дебрях космоса эти углеродсодержащие и водородсодержащие молекулы являются предшественниками пребиотических молекул, гораздо более сложных сахаров, аминокислот и других молекул, которые образуют строительные блоки жизни.
Астрономы уже обнаружили диметиловый эфир в межзвездном пространстве. Но тот факт, что команда нашла ее в диске Oph IRS 48 — и с тем же изобилием, что и в межзвездном пространстве, — поддерживает идею о том, что сложные органические молекулы, созданные в огромных холодных облаках пыли и газа, в конечном итоге втягиваются в формирование планетных систем.
Карин Эберг (Гарвард), которая не участвовала в исследовании, говорит: “Я думаю, что сценарий, который они представляют, является наиболее правдоподобным”.
С помощью дополнительных наблюдений астрономы в конечном итоге смогут проследить полный путь молекул, от их образования до планетообразующих дисков и планетных тел, проливая свет на химию, которая привела к жизни в Солнечной системе.
