Открыть главное меню

Астрономы обнаружили сложные органические молекулы в молодой планетной системе

9 апреля 2015

Участок неба вокруг звезды MWC 480 в созвездии Тельца
Другие новости астрономии
Crab Nebula.jpg
Другие новости науки
Также посетите портал «Наука»

Астрономы впервые обнаружили в протопланетном диске вокруг молодой звезды сложные органические молекулы — «кирпичики», из которых построено все живое. Это открытие, сделанное при помощи телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), подтверждает, что условия, которые реализовались в Солнечной системе, не являются уникальными во Вселенной. Результат публикуется в выпуске журнала Nature от 9 апреля 2015 года.

Новые наблюдения на телескопе ALMA показывают, что протопланетный диск, окружающий молодую звезду MWC 480[1], содержит значительное количество цианистого метила (CH3CN), сложного углеродного соединения. Цианистого метила в диске вокруг MWC 480 хватило бы, чтобы заполнить все океаны Земли.

Это молекулярное соединение, а также более простое соединение из того же семейства, цианистый водород (синильная кислота) (HCN), было обнаружено в холодных внешних областях новообразованного околозвездного диска, в зоне, аналогичной той, которую в Солнечной системе астрономы называют поясом Койпера (область ледяных планетезималей и комет за орбитой Нептуна).

Кометы хранят свидетельства об изначальном химическом составе Солнечной системы в эпоху образования планет. Считается, что именно кометы и астероиды из внешних областей Солнечной системы принесли на новорожденную Землю воду и органические молекулы, дав тем самым начало развитию жизни.

«Исследования комет и астероидов показывают, что первоначальная туманность, породившая Солнце и планеты, была богата водой и сложными органическими соединениями,»

 — говорит Карин Эберг (Karin Öberg), сотрудник Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра в Кембридже (штат Массачусетс, США) и ведущий автор новой работы.

«Теперь мы получили доказательство того, что те же химические соединения имеются во Вселенной в областях, где формируются планетные системы.»

Особенно интригующим фактом, по мнению Эберг, является то, что молекулы, обнаруженные в MWC 480, найдены в кометах Солнечной системы в схожих концентрациях.

Так художник представляет себе протопланетный диск, окружающий молодую звезду MWC 480.

Звезда MWC 480, примерно вдвое превосходящая по массе Солнце, расположена в 455 световых годах от нас в области звездообразования в Тельце. Окружающий её диск находится на очень ранней стадии развития — он совсем недавно сформировался из холодной и тёмной газо-пылевой туманности. Астрономам, наблюдающим этот объект на ALMA и на других телескопах, ещё предстоит обнаружить в нем признаки образования планет, хотя наблюдения с более высоким разрешением могут выявить в нем структуру, подобную той, что наблюдается у объекта сходного возраста HL Tauri.

В последнее время у астрономов сложилось мнение, что в холодных и темных межзвездных облаках образуются сложные органические молекулы, в том числе цианиды. Важность этих соединений, в особенности цианистого метила, в том, что в них содержатся углеродно-азотные связи, существенные для формирования аминокислот — основы белков, строительных «кирпичиков» жизни.

Однако до сих пор оставалось неясным, могут ли эти сложные органические молекулы образовываться и оставаться устойчивыми в условиях бурного энерговыделения в новорожденной планетной системе, где ударные волны и мощное излучение могут легко разрушить химические связи.

Благодаря великолепной чувствительности телескопа ALMA[2] астрономы смогли убедиться, что в этих условиях органические молекулы не только выживают, но активно формируются.

Обилие молекул, найденное с телескопом ALMA в протопланетном диске, значительно превышает то, которое характерно для межзвездных облаков. Это значит, что в протопланетных дисках сложные органические молекулы образуются в больших количествах и на относительно коротких временных масштабах[3].

Астрономы предполагают, что, по мере того, как эта планетная система будет эволюционировать, органические молекулы, заключенные в кометах и других ледяных телах, будут доставляться ими в области системы, более приспособленные для развития жизни.

«Изучая экзопланеты, мы узнали, что Солнечная система не уникальна ни по количеству планет, ни по присутствию воды»

 — заключает Эберг.

«Теперь мы знаем, что мы не представляем собой ничего особенного и в смысле органической химии. То есть, мы в очередной раз убедились, что не являемся чем-то из ряда вон выходящим. Это очень хорошая новость для тех, кто пытается выяснить, насколько жизнь распространена во Вселенной.»


ПримечанияПравить

  1. Этой звезде всего около миллиона лет (напомним, что возраст Солнца превышает четыре миллиарда лет). Обозначение MWC 480 соответствует каталогу обсерватории Маунт Вильсон (Mount Wilson Catalog) звезд типов B и A с яркими водородными линиями в спектрах.
  2. Телескоп ALMA способен регистрировать на миллиметровых волнах слабое излучение космических молекул. Для описываемых наблюдений астрономы использовали только часть 66 антенн ALMA в конфигурации с низким разрешением. Дальнейшие исследования этого и других протопланетных дисков с полным набором антенн ALMA должны выявить новые детали химической и структурной эволюции звезд и планет.
  3. Столь быстрый темп образования молекул помогает нейтрализовать силы, которые иначе привели бы к их разрушению. Существенно и то, что эти молекулы обнаружены в относительно спокойной периферийной части диска, на расстояниях от 4,5 до 15 миллиардов километров от центральной звезды. Для Солнечной системы такое расстояние было бы непомерно большим, но с учетом большей массы MWC 480 это как раз соответствует зоне образования комет.

ИсточникиПравить

Эта статья содержит материалы из статьи «В новорожденной планетной системе обнаружены сложные органические молекулы», опубликованной European Southern Observatory и распространяющейся на условиях лицензии Creative Commons Attribution 3.0 Unported (CC-BY 3.0 Unported).