Согласно общепринятым теориям, Солнечная система сформировалась примерно 4,6 миллиарда лет назад из огромного облака пыли и газа (так называемая Небулярная теория). Этот процесс начался, когда туманность испытала гравитационный коллапс в центре, который стал нашим Солнцем. Оставшаяся пыль и газ образовали протопланетный диск, который (со временем) нарастал для формирования планет.
Однако ученые не уверены, когда органические молекулы впервые появились в нашей Солнечной системе. К счастью, новое исследование, проведенное международной группой астрономов, может помочь ответить на этот вопрос. Используя массив Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA), команда обнаружила сложные органические молекулы вокруг молодой звезды V883 Ori, которые могут когда-нибудь привести к появлению жизни в этой системе.
Исследование, которое описывает их результаты, недавно появилось в научном журнале Природа Астрономия. Как они указывают в своем исследовании, команда использовала данные ALMA, чтобы различить присутствие сложных органических молекул (СОМ) вокруг V883 Ori - молодой звезды, расположенной на расстоянии около 1300 световых лет от Земли, которая окружена протопланетным диском.
Эти наблюдения стали возможными благодаря внезапному увеличению яркости звезды, что было связано с разрывным потоком материала, протекающего от диска к звезде (так называемый всплеск типа Орионис FU). Этот всплеск нагрел протопланетный диск и вызвал таяние ледяных частиц, а также значительно раздвинул границу «линии замерзания» звезды.
Линия замерзания («Снежная линия») - это область вокруг звезды, где температура становится настолько низкой, что летучие элементы (вода, углекислый газ, метан, аммиак и т. Д.) Сублимируют с образованием льда. Вокруг нормальных молодых звезд радиусы Линий Мороза составляют около нескольких астрономических единиц (AU), но могут увеличиваться почти в 10 раз вокруг вспыхивающих звезд.
Когда V883 Ori испытал вспышку, это вызвало сублимацию ледяных частиц в протопланетном диске системы и запуск высвобождения COM. К ним относится метанол (СН3ОН), ацетон (СН3СОСН3), ацетальдегид (СН3CHO), метилформиат (CH3OCHO) и ацетонитрил (CH3CN) - молекулы, которые, как и другие СОМ, могут быть связаны с образованием жизни в планетных системах.
Как Чжон Юн Ли, астроном из Школы космических исследований Университета Кёнг Хи и ведущий автор статьи, объяснил в пресс-релизе ALMA:
«Сложно изобразить диск в масштабе нескольких AU с помощью современных телескопов. Однако вокруг вспышки звезды лед тает в более широкой области диска, и распределение молекул легче увидеть. Мы заинтересованы в распределении сложных органических молекул как строительных блоков жизни ».
Вспышка звезды, наряду с чувствительными возможностями визуализации ALMA, также позволили исследовательской группе получить пространственное распределение наблюдаемых СОМ. Основываясь на своем анализе, команда пришла к выводу, что обнаруженные ими молекулы имеют кольцеобразную структуру с радиусом около 60 а.е. вокруг V883 Ori.
Что было особенно интересно, так это тот факт, что химический состав диска V883 Ori похож на химический состав кометы в современной Солнечной системе. Кометы находятся в центре внимания исследователей, так как считается, что они играли роль в распространении воды и органических молекул в первые годы существования Солнечной системы.
Считается, что эти кометы образовались во внешних пределах Солнечной системы (современное Облако Оорта), где органические молекулы содержались во льду. Из-за этого исследование химического состава протопланетных дисков напрямую связано с исследованием состава комет и происхождения жизни Земли.
Юрий Айкава, член исследовательской группы из Токийского университета, объяснил:
«Поскольку скалистые и ледяные планеты состоят из твердого материала, химический состав твердых частиц в дисках имеет особое значение. Вспышка - это уникальная возможность исследовать свежие сублиматы и, следовательно, состав твердых веществ ».
Возможности наблюдать вспышки довольно редки, так как они длятся всего 100 лет или около того. Однако, молодые звезды с широким диапазоном возрастов, как известно, испытывают вспышки FU Ori, поэтому астрономы ожидают, что смогут наблюдать больше таких событий в будущем - и в процессе, определять химический состав более протопланетных дисков.
Это исследование не только улучшит наше понимание химического состава льдов, которые развиваются вокруг молодых звезд. Это также улучшит наше понимание того, как органические молекулы эволюционировали между рождением нашей Солнечной системы и сегодняшним днем, что раскроет много вещей о происхождении самой жизни!
