Ключевой строительный блок для жизни обнаружен в протопланетном диске
Астрономы обнаружили редкую форму метанола, типа спирта, в протопланетном диске. Это открытие — важный шаг в понимании того, как может формироваться жизнь за пределами Земли. Результат раскрывает ключевые детали о химическом составе льда в дисках, формирующих планеты, и о том, какие органические молекулы могут быть доставлены кометами на планеты, включая нашу Солнечную систему.
Хотя астрономы ранее находили свидетельства существования других, более сложных молекул в протопланетных дисках вокруг других звёзд, это последнее открытие — первый случай обнаружения редких изотопов метанола. Изотопы — это разные версии химического элемента или соединения, имеющие одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов.
"Обнаружение этих изотопов метанола даёт важное представление об истории ингредиентов, необходимых для построения жизни здесь, на Земле", — заявила ведущий автор исследования Элис Бут из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института (CfA).
Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, описывает обнаружение этих изотопов метанола вокруг звезды HD 100453. Эта звезда имеет массу примерно в 1,6 раза больше массы Солнца и находится на расстоянии около 330 световых лет от Земли. Для открытия использовались данные Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решётки (ALMA) в Чили.
Протопланетные диски рассматриваются учёными как лаборатории, поскольку они показывают количество сложных органических молекул, присутствующих во время сборки планет и комет.
Открытие стало возможным благодаря тому, что звезда HD 100453 массивнее Солнца, поэтому её протопланетный диск теплее. Это позволяет молекулам, включая метанол, существовать в газообразном состоянии на больших расстояниях от звезды, что и смог зафиксировать ALMA. В более холодных дисках менее массивных звёзд метанол был бы "заперт" во льду и не обнаружим.
Соотношение метанола к другим простым органическим молекулам, наблюдаемое в HD 100453, примерно такое же, как и в кометах нашей Солнечной системы. Это укрепляет идею о том, что изучение далёких молодых миров помогает понять историю нашей собственной планеты.
Исследование предполагает, что льды внутри протопланетных дисков, служащие материалом для формирования комет, богаты сложными органическими молекулами.
"Эта работа подтверждает идею о том, что кометы могли сыграть большую роль в доставке важного органического материала на Землю миллиарды лет назад", — сказала соавтор Милу Темминк из Лейденской обсерватории. — "Возможно, именно они — причина, по которой жизнь, включая нас, смогла здесь сформироваться".
Хотя метанол ранее обнаруживали в нескольких протопланетных дисках, обнаружение его изотопов — которые в 10–100 раз менее распространены — является важным шагом. Оно подтверждает, что диски, вероятно, богаты другими органическими молекулами, ещё не обнаруженными в HD 100453, включая простые аминокислоты и сахара, такие как глицин и гликольальдегид.
Высокий уровень метанола в диске, вероятно, исходит от внутреннего края пылевого кольца на расстоянии около 1,5 миллиарда миль от звезды, что эквивалентно 16 расстояниям между Солнцем и Землёй.