De nieuwe metingen van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) laten zien dat de protoplanetaire schijf rond de jonge ster MWC 480 grote hoeveelheden methylcyanide (CH3CN) bevat – een complex koolstofhoudend molecuul. Er is genoeg methylcyanide rond MWC 480 om alle oceanen op aarde mee te vullen. De resultaten werden vorige week gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
Zowel dit molecuul als zijn eenvoudigere broertje waterstofcyanide (HCN) zijn aangetroffen in de koude buitengebieden van de pas gevormde schijf rond de ster. Astronomen denken dat dit gebied vergelijkbaar is met de Kuipergordel – het domein van ijsachtige planetesimalen en kometen in ons eigen zonnestelsel, voorbij de planeet Neptunus.
Kometen zijn maagdelijke overblijfselen uit de tijd dat de planeten van ons zonnestelsel ontstonden. Vermoed wordt dat kometen en planetoïden uit de buitendelen van het zonnestelsel water en organische moleculen op aarde afleverden, en zo de weg baanden voor het ontstaan van primitief leven.
Vergelijkbare concentraties
“Onderzoeken van kometen en planetoïden laten zien dat de zonnenevel, die zon en planeten voortbracht, veel water en complexe organische verbindingen bevatte”, aldus Karin Öberg, astronoom bij het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, en hoofdauteur van het nieuwe onderzoeksartikel.
“We hebben nu een nog sterker bewijs dat deze zelfde chemie ook elders in het heelal optreedt, in gebieden waar zonnestelsels als het onze zouden kunnen ontstaan”, zegt ze. Volgens Öberg is het resultaat vooral zo intrigerend, omdat de concentraties van de moleculen die in MWC 480 zijn aangetroffen, vergelijkbaar zijn met die in de kometen van ons zonnestelsel.
De ster MWC 480, die ongeveer twee keer zoveel massa heeft als de zon, staat op een afstand van 455 lichtjaar in het Taurus-stervormingsgebied. Haar omringende schijf bevindt zich nog in een pril ontwikkelingsstadium: zij is nog maar kort geleden samengetrokken uit een koude, donkere nevel van stof en gas.
Verder onderzoek met ALMA en andere telescopen zal nog moeten uitwijzen of hierin ook planeetvorming plaatsvindt. Mogelijk dat waarnemingen met een hoger oplossend vermogen het bestaan van structuren aan het licht zal brengen als die in de schijf rond HL Tauri, die ongeveer net zo oud is.
Astronomen weten al een tijdje dat koude, donkere interstellaire wolken zeer efficiënte ‘fabrieken’ zijn van complexe organische moleculen, zoals de zogeheten cyaniden. Deze cyaniden, en met name methylcyanide, zijn van belang, omdat ze koolstof-stikstofbindingen bevatten. Deze laatste zijn essentieel voor de vorming van Aminozuur , de bouwstenen van Eiwit en andere moleculen die aan de basis staan van het ontstaan van leven.
Tot nu toe was echter onduidelijk of deze complexe organische moleculen wel kunnen ontstaan en in stand blijven in de energierijke omgeving van een pas gevormd planetenstelsel, waar chemische bindingen blootstaan aan schokken en straling.
Productie van organische verbindingen
Door gebruik te maken van ALMA’s grote gevoeligheid lieten astronomen aan de hand van de recente waarnemingen zien dat deze moleculen niet alleen in stand blijven, maar zelfs gedijen.
Opmerkelijk is ook dat de moleculen die ALMA detecteerde veel talrijker zijn dan in interstellaire wolken. Dat geeft aan dat protoplanetaire schijven gunstige omgevingen zijn voor de vorming van complexe organische moleculen, en dat ze deze op relatief korte tijdschalen kunnen produceren.
Astronomen vermoeden dat, naarmate dit stersysteem zich verder ontwikkelt, de organische moleculen veilig worden opgeslagen in kometen en andere ijsachtige objecten, die het materiaal zullen overbrengen naar omgevingen die geschikter zijn voor het ontstaan van leven.
“Het onderzoek van exoplaneten heeft ons geleerd dat het zonnestelsel voor wat betreft het aantal planeten en de overvloed aan water niet uniek is”, besluit Öberg. “Nu weten we dat we ook niet uniek zijn op het gebied van organische chemie. Opnieuw is gebleken dat we niet bijzonder zijn. Vanuit het oogpunt van leven in het heelal is dat geweldig nieuws.”
Bron:
- Öberg K. et al., The comet-like composition of a protoplanetary disk as revealed by complex cyanides, Nature (9 april 2015), DOI:10.1038/nature14276