Lehdistötiedote

ALMA:n makea havainto

Nuoren tähden ympäriltä löytyi elämän rakennusosasia

29. elokuuta 2012

ALMA:a (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) käyttänyt tähtitieteilijäryhmä on havainnut sokerimolekyylejä nuorta, auringonkaltaista tähteä ympäröivästä kaasusta. Tämä on ensimmäinen kerta, kun sokeria on löytynyt tällaista tähteä ympäröivästä avaruudesta ja löytö osoittaa, että elämän rakennusosaset ovat oikeassa paikassa ja oikeaan aikaan liittyäkseen tähden ympärille muodostuviin planeettoihin.

Tähtitieteilijät löysivät glykolialdehydi-molekyylejä, jotka ovat sokerin yksinkertainen muoto [1], nuorta, nimellä IRAS 16293-2422 tunnettua, auringonmassaista kaksoistähteä ympäröivästä kaasusta. Glykolialdehydiä on havaittu tähtienvälisessä avaruudessa aikaisemminkin [2], mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun sitä on löytynyt näin lähellä auringonkaltaista tähteä - etäisyydellä, joka vastaa Uranuksen etäisyyttä Auringosta aurinkokunnassa. Tämä havainto osoittaa, että jotkin elämän edellyttämät kemialliset yhdisteet esiintyivät tässä tähtijärjestelmässä planeettojen muodostuessa [3].

"Löysimme glykolialdehydiä tätä vast'ikään muodostunutta tähteä ympäröivästä kaasu- ja tomukiekosta. Se on sokerin yksinkertainen muoto ja varsin samankaltainen sen sokerin kanssa, jota pistämme kahviimme," selittää Jes Jørgensen (Niels Bohr -instituutti, Tanska), artikkelin pääkirjoittaja. "Tämä molekyyli on yksi RNA:n muodostumisen vaatimista ainesosista. Kaltaisensa DNA:n tavoin RNA on yksi elämän rakennusosasista."

ALMA:n suuri herkkyys, jopa käyttämillään teknisesti haastavilla lyhyimmillä aallonpituuksilla, oli kriittinen näille havainnoille, jotka tehtiin osalla antenneista observatorion tieteellisen varmistuksen vaiheessa [4].

"Mikä jännittävintä löydössämme, ALMA:n havainnot paljastavat, että sokerimolekyylit ajautuvat kohti yhtä järjestelmän tähteä," sanoo tutkimusryhmän jäsen Cécile Favre (Aarhusin yliopisto, Tanska). "Sokerimolekyylit eivät ole pelkästään oikeassa paikassa löytääkseen tiensä planeetalle, vaan ne peräti liikkuvat oikeaan suuntaan."

Kaasu- ja tomupilvet, jotka romahtavat ja muodostavat uusia tähtiä, ovat erittäin kylmiä [5] ja monet kaasut kiinteytyvät jääksi tomuhiukkasten pinnalle, missä ne yhdistyvät toisiinsa ja muodostavat monimutkaisempia molekyylejä. Mutta muodostuttuaan keskelle pyörivää kaasun ja tomun pilveä tähti lämmittää pilven sisäosat suunnilleen huoneenlämpötilaan, mikä haihduttaa kemiallisesti monimutkaiset molekyylit ja muodostaa kaasuja, jotka säteilevät tyypillistä säteilyään radioaaltoina, jotka voidaan kartoittaa käyttäen ALMA:n kaltaisia radioteleskooppeja.

IRAS 16293-2422 sijaitsee noin 400 valovuoden etäisyydellä eli suhteellisen lähellä Maapalloa, mikä tekee siitä erinomaisen kohteen nuoria tähtiä ympäröiviä molekyylejä ja kemiaa tutkiville tähtitieteilijöille. Valjastamalla ALMA:n kaltaisten uuden sukupolven teleskooppien tehokkuuden tähtitieteilijöillä on nyt mahdollisuus tutkia planeettajärjestelmiä muodostavien kaasu- ja tomupilvien pieniäkin yksityiskohtia.

"Suuri kysymys kuuluu: kuinka monimutkaisia näistä molekyyleistä voi tulla ennenn kuin ne päätyvät uusille planeetoille? Tämä saattaa kertoa meille jotakin siitä kuinka elämä saattaa ilmaantua muualle, ja ALMA-havainnot ovat keskeisiä tämän arvoituksen ratkaisemisessa," päättää Jes Jørgensen.

Tutkimusta käsitellään tutkimusjulkaisussa, joka ilmestyy julkaisusarjassa Astrophysical Journal Letters.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) on yhteistyöhanke johon osallistuvat Eurooppa, Pohjois-Amerikka ja Itä-Aasia yhteistyössä Chilen kanssa. ALMA:a rahoittavat Euroopassa Euroopan eteläinen observatorio (ESO), Pohjois-Amerikassa Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö (NSF) yhteistyössä Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston (NRC) ja Taiwanin kansallisen tiedeneuvoston (NSC) kanssa, ja Itä-Aasiassa Japanin kansalliset luonnontieteelliset instituutit (NINS) yhteistyössä Taiwanin Academia Sinican (AS) kanssa. ALMA:n rakentamista ja toimintaa ohjaa Euroopan osalta ESO, Pohjois-Amerikan osalta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO), jota hallinnoi Associated Universities, Inc. (AUI), ja Itä-Aasian osalta Japanin Kansallinen tähtitieteellinen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) huolehtii ALMA:n rakentamisen, kokoonpanon ja operaation yhtenäisestä johdosta ja hallinnoinnista.

Lisähuomiot

[1] Sokeri on yleisnimike joukolle pieniä hiilihydraatteja (molekyylejä, jotka sisältävät hiiltä, vetyä ja happea; tyypillisesti vedyn ja hapen atomisuhteella 2:1, kuten vedessä). Glykolialdehydin kemiallinen kaava on C₂H₄O₂. Yleisesti ruoassa ja juomissa käyetty sokeri on sakkaroosi, joka on glykolialdehydia suurempi molekyyli ja toinen esimerkki tästä yhdisteiden joukosta.

[2] Glykolialdehydiä on löydetty tähän mennessä kahdesta paikasta avaruudessa: ensin Linnunradan keskustan kaasupilven Sgr B2 suunnassa, käyttäen NSF:n (National Science Foundation) 12-metrin teleskooppia Kitt Peakilla Yhdysvalloissa vuonna 2000 ja käyttäen NSF:n Robert C. Byrd Green Bank -teleskooppia (myös Yhdysvalloissa) vuonna 2004, sekä suurimassaisessa, kuumassa molekyylipilvessä G31.41+0.31 käyttäen IRAM Plateau de Bure -interferometria Ranskassa vuonna 2008.

[3] Tarkat glykolialdehydien säteilemien radioaaltojen tyypillisten aallonpituuksien laboratoriokokeet olivat kriittisiä, jotta tutkimusryhmä saattoi tunnistaa molekyylit avaruudessa. Glykolialdehydin lisäksi, IRAS 16293-2422:n luona tiedetään olevan myös muita monimutkaisia, orgaanisia molekyylejä - mukaanlukien eteeniglykolia, metyyliformiaattia ja etanolia.

[4] Varhaiset tieteelliset havainnot osalla antenneista alkoivat vuonna 2011 (ks. eso1137). Sekä ennen että jälkeen tämän joukko tieteellisen varmistuksen havaintoja suoritettiin osoittamaan, että ALMA on kykenevä tuottamaan vaaditunlaatuista aineistoa. Tuotettu aineisto on laitettu julkisesti saataville. Tässä kuvatut tulokset käyttävät osaa näistä tieteellisen varmistuksen havainnoista. ALMA:n rakennustyöt saadaan valmiiksi vuonna 2013, kun 66 suuren tarkkuuden antennia on täysin käyttökunnossa.

[5] Ne ovat yleensä noin 10 astetta absoluuttista nollapistettä lämpimämpiä: noin –263 astetta Celsiusta.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tieteellisessä artikkelissa “Detection of the simplest sugar, glycolaldehyde, in a solar-type protostar with ALMA”, kirjoittajinaan Jørgensen et al. Artikkeli ilmestyy tiedejulkaisussa Astrophysical Journal Letters.

Tutkimusryhmään kuuluvat Jes K. Jørgensen (Kööpenhaminan yliopisto, Tanska), Cécile Favre (Aarhusin yliopisto, Tanska), Suzanne E. Bisschop (Kööpenhaminan yliopisto), Tyler L. Bourke (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), Ewine F. van Dishoeck (Leidenin observatorio, Alankomaat; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Saksa) ja Markus Schmalzl (Leidenin observatorio).

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) viettää vuonna 2012 perustamisensa 50-vuotisjuhlaa. ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 40-metrin kokoluokan optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Lisää ALMA:sta ESO:n sivuilla
• Yhteinen ALMA-observatorio

Yhteystiedot

Jes K. Jørgensen
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen
Copenhagen, Denmark
Puh.: +45 4250 9970
Sähköposti: jeskj@nbi.dk

Ewine van Dishoeck
Leiden Observatory
Leiden, Netherlands
Puh.: +31 71 5275814
Sähköposti: ewine@strw.leidenuniv.nl

Douglas Pierce-Price, Public Information Officer
ESO
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6759
Sähköposti: dpiercep@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media