Życie na Ziemi mogło mieć swoje początki znacznie wcześniej niż powstała sama planeta – jeszcze w zimnych, pyłowych obłokach, z których tworzą się gwiazdy i ich układy planetarne. Nowe obserwacje wykonane za pomocą radioteleskopu ALMA w Chile rzucają światło na ten scenariusz. Astronomowie wykryli bogaty zestaw złożonych cząsteczek organicznych w dysku otaczającym młodą gwiazdę V883 Orionis. To odkrycie może zrewolucjonizować nasze rozumienie chemicznych początków życia.
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
V883 Orionis to protogwiazda znajdująca się w fazie gwałtownego wzrostu, której otaczający dysk protoplanetarny stał się idealnym laboratorium do badania kosmicznej chemii. Gwałtowne wybuchy akrecji – procesów, w których gaz opada na powierzchnię gwiazdy – powodują podgrzewanie dysku i sublimację lodu. W efekcie uwięzione w lodzie cząsteczki uwalniają się do przestrzeni, stając się wykrywalne dla instrumentów radiowych. Zjawisko to przypomina to, co dzieje się w kometach naszego Układu Słonecznego, gdy zbliżają się do Słońca.
Zespół badawczy z Instytutu Astronomii Maxa Plancka, kierowany przez Abubakara Fadula, zidentyfikował aż 17 złożonych cząsteczek organicznych (ang. complex organic molecules, COM) w dysku wokół tej gwiazdy. Wśród nich znalazły się m.in. glikol etylenowy i glikolonitryl – związki uznawane za prebiotyczne, czyli takie, które mogą brać udział w tworzeniu składników niezbędnych do powstania życia. Glikolonitryl jest szczególnie interesujący, ponieważ może prowadzić do powstania aminokwasów (np. glicyny i alaniny) oraz zasad azotowych, takich jak adenina – podstawowego składnika DNA i RNA.
Dotąd sądzono, że gwałtowne warunki panujące podczas przejścia z zimnych obłoków molekularnych do aktywnych dysków protoplanetarnych niszczą większość wcześniej powstałych złożonych związków chemicznych. Teoria ta, nazywana modelem „resetu chemicznego”, zakładała, że związki prebiotyczne muszą powstawać na nowo w młodych układach planetarnych – w planetoidach, kometach czy młodych planetach. Najnowsze badania podważają jednak ten pogląd.
Obecność złożonych cząsteczek organicznych w dysku V883 Orionis wskazuje, że procesy chemiczne mogą rozpocząć się znacznie wcześniej – już w macierzystym obłoku molekularnym – i trwać nieprzerwanie przez kolejne etapy ewolucji układu planetarnego. Część związków może być dziedziczona, a część syntetyzowana na bieżąco w dysku, który z czasem może dać początek nowym planetom i – być może – nowemu życiu.
Obserwacje wykonano za pomocą radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), zlokalizowanego na wysokości 5000 metrów nad poziomem morza na pustyni Atakama. Niezwykła czułość tego instrumentu umożliwiła wykrycie charakterystycznych sygnałów radiowych emitowanych przez obecne w dysku cząsteczki. Odkrycia zostały opublikowane na łamach The Astrophysical Journal Letters.
To dopiero początek. Naukowcy planują dalsze obserwacje z wykorzystaniem danych o wyższej rozdzielczości i szerszego zakresu widma elektromagnetycznego, aby poszerzyć katalog znanych cząsteczek organicznych. Kluczowe pytania pozostają otwarte: jak powszechne są te związki w galaktyce? Czy podobna chemia zachodzi wokół innych młodych gwiazd? I czy budulec życia jest rzeczywiście obecny wszędzie tam, gdzie rodzą się nowe światy?