Lehdistötiedote

Tähtitieteilijät ovat löytäneet planeettoja muodostavien kiekkojen kaikkein suurimman molekyylin

8. maaliskuuta 2022, Turku

Alankomaiden Leidenin observatorion tutkijat ovat ensimmäistä kertaa havainneet dimetyylieetteriä planeettoja muodostavassa kiekossa. Havainnot on tehty Chilessä sijaitsevalla ALMA:lla (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Molekyylissä on yhdeksän atomia, mikä tekee siitä tähän mennessä suurimman tällaisesta kiekosta tunnistetun molekyylin. Se on myös suurempien orgaanisten molekyylien esiaste, jotka puolestaan voivat olla mukana elämän syntymisessä.

”Näiden tulosten avulla saamme lisää tietoa planeettamme elämän alkuperästä ja saamme siten paremman käsityksen elämän mahdollisuuksista myös muissa planeettakunnissa. On erittäin jännittävää seurata, miten nämä havainnot sopivat suurempaan kuvaan”, Nashanty Brunken sanoi. Hän on Leidenin yliopistoon kuuluvan Leidenin observatorion maisteriopiskelija ja Astronomy & Astrophysics-lehdessä tänään julkaistun tutkimuksen pääkirjoittaja.

Dimetyylieetteri on orgaaninen molekyyli, jota yleisesti havaitaan tähtiä muodostavissa pilvissä, mutta sitä ei oltu koskaan aikaisemmin havaittu planeettaa muodostavasta kiekosta. Tutkijat tekivät myös alustavan metyyliformiaattihavainnon. Se on monimutkainen dimetyylieetterin kaltainen molekyyli, joka on myös vielä suurempien orgaanisten molekyylien rakennuspalikka.

”On todella jännittävää lopulta havaita kiekoissa nämä suuremmat molekyylit. Jonkin aikaa ajattelimme, ettei näiden havaitseminen olisi mahdollista", yksi tutkimuksen kirjoittajista Alice Booth, myös Leidenin observatorion tutkija, sanoi.

Molekyylit löydettiin nuoren tähden IRS 48:n (tunnetaan myös nimellä Oph-IRS 48) ympärillä olevasta planeettoja muodostavasta kiekosta Euroopan eteläisen observatorion (ESO) yhteisomistuksessa olevan ALMA:n avulla. 444 valovuoden päässä Käärmeenkantajan tähdistössä sijaitseva IRS 48 on ollut lukuisten tutkimusten kohteena, koska sitä ympäröivä kiekko on muodoltaan epäsymmetrinen, cashew-pähkinää muistuttava “pölyloukku”. Tämä alue muodostui todennäköisesti tähden ja pölyloukun välissä sijaitsevan vastasyntyneen planeetan tai pienen seuralaistähden seurauksena. Tämä alue sisältää suuren määrän millimetrin kokoisia pölyhiukkasia, jotka voivat kasaantua yhteen ja kasvaa kilometrin kokoisiksi kappaleiksi, kuten komeetoiksi, asteroideiksi ja mahdollisesti jopa planeetoiksi.

Tähtiä muodostavissa pilvissä arvellaan syntyvän useita erilaisia monimutkaisia orgaanisia molekyylejä, kuten dimetyylieetteriä, jo ennen kuin itse tähdet syntyvät. Näissä kylmissä ympäristöissä atomit ja yksinkertaiset molekyylit, kuten hiilimonoksidi, tarttuvat pölyhiukkasiin muodostaen jääkerroksen. Molekyylit käyvät läpi erilaisia kemiallisia reaktioita, jotka johtavat yhä monimutkaisempiin molekyyleihin. Tutkijat havaitsivat äskettäin, että IRS 48:n kiekon pölyloukku sisältää paljon jäätä, jossa on mukana monimutkaisia molekyylejä sisältäviä jäällä päällystettyjä pölyhiukkasia. Juuri tällä kiekon alueella ALMA on nyt havainnut merkkejä dimetyylieetterimolekyylistä. IRS 48:n lämmön sublimoidessa jäätä kaasuksi, kylmissä pilvissä loukkussa olleet molekyylit vapautuvat ja tulevat havaittaviksi.

”Mikä tekee tästä vieläkin jännittävämmän, on se, että tiedämme nyt, että näitä suuria monimutkaisia molekyylejä saattaa päätyä myös kiekoissa muodostuviin planeettoihin”, Booth selitti. ”Tätä ei ennen tiedetty, koska useimmissa järjestelmissä nämä molekyylit ovat jään sisällä piilossa.”

Dimetyylieetterin löytäminen viittaa siihen, että myös monia muita monimutkaisia molekyylejä, joita yleisesti havaitaan tähtiä muodostavilla alueilla, voi piileksiä planeettoja muodostavien kiekkojen jäisissä kappaleissa. Nämä molekyylit ovat prebioottisten molekyylien, kuten aminohappojen ja sokerien esiasteita, jotka ovat elämän perusrakennuspalikoita.

Tutkimalla niiden muodostumista ja kehittymistä tutkijat voivat saada paremman käsityksen siitä, miten prebioottiset molekyylit päätyvät planeetoille, oma planeettamme mukaan lukien. ”Olemme erittäin tyytyväisiä siihen, että voimme nyt aloittaa näiden monimutkaisten molekyylien matkan seuraamisen tähtiä muodostavista pilvistä, planeettoja muodostaviin kiekkoihin ja edelleen komeettoihin. Toivottavasti lisähavainnoilla pääsemme askeleen lähemmäksi prebioottisten molekyylien alkuperän ymmärtämistä myös omassa aurinkokunnassamme", tutkimukseen osallistunut Leidenin observatorion tutkija Nienke van der Marel kertoi.

Tulevat tutkimukset IRS 48:sta ESO:n Erittäin suuren teleskoopin (Extremely Large Telescope, ELT) kanssa mahdollistavat kiekon sisäalueiden kemian tutkimisen, missä maapallon kaltaisia planeettoja saattaa muodostua. ELT:tä rakennetaan parhaillaan Chilessä ja se aloittaa toimintansa myöhemmin tällä vuosikymmenellä, 

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa: "A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk: III. First detection of dimethyl ether" (doi: 10.1051/0004-6361/202142981), joka julkaistaan Astronomy and Astrophysics lehdessä.

Tämä julkaisu julkaistiin vuoden 2022 kansainvälisenä naisten päivänä. Tutkimusta tekemässä on ollut mukana kuusi naistutkijaa.

Tutkimuksessa mukana ovat olleet: Nashanty G. C. Brunken (Leiden Observatory, Leiden University, Alankomaat [Leiden]), Alice S. Booth (Leiden), Margot Leemker (Leiden), Pooneh Nazari (Leiden), Nienke van der Marel (Leiden), Ewine F. van Dishoeck (Leiden Observatory, Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Saksa)

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) tekee maailmankaikkeuden salaisuuksien tutkimisen mahdolliseksi kaikille tutkijoille ympäri maailman. Suunnittelemme, rakennamme ja operoimme huippuluokan maanpäälisiä observatorioita, joita tähtitieteilijät käyttävät jännittävien tutkimusongelmien ratkaisemiseen ja populääritähtitieteen edistämiseen. Me edistämme myös kansainvälistä yhteistyötä tähtitieteen alalla. ESO perustettiin hallitustenväliseksi järjestöksi vuonna 1962 ja nykyään ESO:ssa on mukana 16 jäsenvaltiota (Itävalta, Belgia, Tšekki, Tanska, Ranska, Suomi, Saksa, Irlanti, Italia, Alankomaat, Puola, Portugali, Espanja, Ruotsi, Sveitsi ja Yhdistynyt kuningaskunta) yhdessä Chilen isäntävaltion kanssa ja Australian kanssa strategisena kumppanina. ESO:n pääkonttori ja sen vierailijakeskus ja planetaario, ESO Supernova, sijaitsevat lähellä Müncheniä Saksassa. Chilen Atacaman aavikko on upea paikka, jossa on ainutlaatuiset olosuhteet tähtitaivaan tarkkailuun. Se on kaukoputkiemme sijoituspaikka. ESO:lla on kolme havaintopaikkaa: La Silla, Paranal ja Chajnantor. Paranalissa ESO operoi Very Large Telescope (VLT) kaukoputkea ja siihen liittyvää Very Large Telescope Interferometria sekä paikalla sijaitsevia taivaankartoitusteleskooppeja: infrapuna-alueella toimivaa VISTAa ja näkyvän valon alueella toimivaa VLT Survey Teleskooppia. Paranalissa ESO isännöi ja operoi myös Cherenkov Telescope Array South havaintolaitetta, joka on maailman suurin ja herkin gamma-alueella havaitseva observatorio. ESO operoi yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa APEX- ja ALMA-observatriota Chajnantorilla, jotka ovat kaksi millimetri- ja alimillimetrin alueella toimivaa havaintolaitetta. Rakennamme parhaillaan Paranalin lähelle Cerro Armazonesille "maailman suurinta silmää taivaalle”, ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea (Extremely Large Telescope, ELT). Santiagossa, Chilessä sijaitsevista toimipisteistämme tuemme toimintaamme Chilessä ja olemme yhteydessä chileläisiin yhteistyökumppaneihin ja yhteiskuntaan.

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• ALMA:n kuvia
• Lue lisää ESO:n Erittäin suuresta kaukoputkesta (ELT)
• Median edustaja: Tilaa uutiskirje saadaksesi julkaisusulun alaiset uutiset omalla kielelläsi
• Tukija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi!

Yhteystiedot

Nashanty Brunken
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Sähköposti: brunken@strw.leidenuniv.nl

Alice Booth
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Puh.: +31 71 527 5737
Sähköposti: abooth@strw.leidenuniv.nl

Nienke van der Marel
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Puh.: +31 71 527 5872
Sähköposti: nmarel@strw.leidenuniv.nl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@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