ALMA i Rosetta wykryły w kosmosie freon-40

Obserwacje prowadzone przy pomocy teleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) i sondy Rosetta, ujawniły występowanie organicznego halonowego gazu freonu-40 w otoczeniu gwiazdy oraz komety. Halony powstają na Ziemi w procesach organicznych. Teraz po raz pierwszy w historii udało się je wykryć w przestrzeni międzygwiazdowej. Odkrycie sugeruje, że halony organiczne mogą nie być najlepszymi wskaźnikami życia, na co dotychczas mieli nadzieję naukowcy, aczkolwiek mogą być istotnym składnikiem materii, z której formują się planety. Wyniki badań, które opublikowane zostały w periodyku Nature Astronomy, wskazują jak trudne może być znalezienie związków chemicznych, które będą z wystarczającą pewnością wskazywały na obecność życia w przestrzeni kosmicznej.

Korzystając z danych zebranych za pomocą teleskopu ALMA w Chile i instrumentu ROSINA w ramach misji Rosetta, zespół astronomów wykrył nikłe ślady związku chemicznego freon-40 (CH3Cl), znanego także jako chlorek metylu albo chlorometan, wokół zarówno bardo młodej gwiazdy IRAS 16293-2422 oddalonej od nas o około 400 lat świetlnych oraz  w pobliżu słynnej komety 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P) w Układzie Słonecznym. Nowe obserwacje ALMA są pierwszą w historii detekcją halonów w przestrzeni międzygwiazdowej.

Halony organiczne obejmują halony, takie jak chlor i fluor, związane z węglem a czasem i z innymi pierwiastkami. Na Ziemi składniki te powstają w procesach biologicznych – w szerokiej palecie organizmów, od ludzi po grzyby – a także w procesach przemysłowych, takich jak produkcja farb i lekarstw.

Nowe odkrycie jednego z tych związków – freonu-40 – w miejscu, które musi poprzedzać pochodzenie życia, może być postrzegane za rozczarowanie, gdyż wcześniejsze badania wskazywały, że obecność tego związku może wskazywać na istnienie życia.

„Znalezienie tego halonu organicznego w pobliżu młodej, podobnej do Słońca gwiazdy było niespodzianką” powiedziała Edith Fayolle, naukowiec z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics w Cambridge, Massachusetts w USA, pierwsza autorka publikacji. „Po prostu nie przewidywaliśmy jego powstawania i zaskoczyło nas odnalezienie tak dużej ilości tego związku. Teraz wiadomo, że cząsteczki te łatwo formują się w gwiezdnych żłobkach, dzięki czemu otrzymujemy wgląd w chemiczną ewolucję układów planetarnych, także i naszego”.

Badania egzoplanet nie ograniczają się już tylko do ich odnajdywania — znamy już ponad 3000 planet pozasłonecznych —  ale obejmują także poszukiwanie chemicznych wskaźników, które mogą zdradzać potencjalną obecność życia. Istotnym krokiem jest ustalenie, które cząsteczki mogą być takimi wskaźnikami, jednak jak na razie nie udało się znaleźć bezsprzecznego kandydata na taki właśnie wskaźnik.

„Odkrycie przez ALMA halonów organicznych w ośrodku międzygwiazdowym mówi nam także wiele o warunkach chemicznych obecnych na wczesnym etapie ewolucji planet. Pojawienie się chemii organicznej to kluczowy krok na drodze do powstania życia” dodaje Karin Öberg, współautorka badań. „Bazując na naszym odkryciu, można powiedzieć, że halony organiczne są prawdopodobnie składnikiem tzw. ‘pierwotnej zupy’, zarówno na młodej Ziemi, jak i na powstających egzoplanetach skalistych”.

Współautor Jes Jørgensen z Niels Bohr Institute na University of Copenhagen dodaje: „Te wyniki potwierdzają zdolności obserwatorium ALMA w zakresie wykrywania wokół młodych gwiazd związków interesujących astrobiologów. Używając ALMA już wcześniej znaleźliśmy prekursory cukrów i aminokwasów wokół innych gwiazd. Dodatkowe odkrycie freonu-40 wokół komety 67P/C-G wzmacnia związek pomiędzy prebiologiczną chemią odległych protogwiazd, a naszym własnym Układem Słonecznym”.

Astronomowie porównali także względne ilości freonu-40, który zawiera różne izotopy chloru. Okazało się, że w przypadku młodego systemu gwiazdowego i komety ta obfitość jest podobna. Wspiera to tezę mówiącą, że młody układ planetarny może odziedziczyć skład chemiczny swojego macierzystego obłoku gwiazdotwórczego co otwiera możliwość, że halony organiczne mogły pojawić się na planetach w młodych układach planetarnych już na etapie postawania planet.

„Nasze wyniki pokazują, że ciągle mamy dużo nauki przed sobą w zakresie powstawania halonów organicznych” podsumowuje Fayolle. „Trzeba nadal poszukiwać tych związków wokół innych protogwiazd i komet, aby móc rozwijać naszą wiedzę o ich pochodzeniu i znaczeniu”.

Źródło: ESO