Komunikat prasowy

Słodkie wyniki z ALMA

W pobliżu młodej gwiazdy znaleziono bloki budulcowe życia

29 sierpnia 2012

Zespół astronomów korzystający z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) dostrzegł cząsteczki cukru w gazie otaczającym młodą gwiazdę podobną do Słońca. Po raz pierwszy odkryto w kosmosie cukier w pobliżu tego rodzaju gwiazdy. Odkrycie pokazuje, że bloki budulcowe życia są we właściwym miejscu i we właściwym czasie, aby stały się częścią planet formujących się wokół gwiazdy.

Astronomowie znaleźli cząsteczki aldehydu glikolowego — prostej formy cukru [1] — w gazie otaczającym młodą gwiazdę podwójną, o masie podobnej do Słońca, oznaczoną jako IRAS 16293-2422. Aldehyd glikolowy obserwowano już wcześniej w przestrzeni międzygwiazdowej [2], ale po raz pierwszy wykryto go tak blisko gwiazdy podobnej do Słońca, na odległościach porównywalnych z dystansem Uran-Słońce w Układzie Słonecznym. Odkrycie pokazuje, ze niektóre z chemicznych składników potrzebnych do życia występowały w tym układzie w okresie formowania się planet [3].

„W dysku gazu i pyłu otaczającym tę nowo powstałą gwiazdę znaleźliśmy aldehyd glikolowy, który jest prostą formą cukru, niewiele różniącą się od cukru, który wsypujemy do kawy” wyjaśnia Jes Jørgensen (Niels Bohr Institute, Dania), główny autor artykułu. „Cząsteczka ta jest jednym ze składników w procesie formowania się RNA, który – podobnie jak DNA, z którym jest związany – jest jednym z bloków budulcowych życia.”

Duża czułość ALMA – nawet na stanowiących wyzwanie dla techniki najkrótszych falach, na których działa – była krytyczna dla tych obserwacji, wykonanych częścią sieci anten w ramach Testowej Fazy Naukowej obserwatorium [4].

„To co jest naprawdę ciekawe w naszych wynikach, to fakt, że obserwacje ALMA pokazują, że cząsteczki cukru spadają w kierunku jednej z gwiazd układu” powiedziała Cécile Favre (Aarhus University, Dania), członkini zespołu. „Cząsteczki cukru są nie tylko we właściwym miejscu, aby znaleźć swoją drogę na planetę, ale także poruszają się w odpowiednim kierunku.”

Obłoki gazu i pyłu, które kolapsują, formując nowe gwiazdy, są bardzo zimne [5] i wiele gazów krzepnie jako lód na cząstkach pyłu, gdzie łączą się razem i tworzą bardziej złożone molekuły. Gdy w środku obracającego się obłoku gazu i pyłu powstanie w końcu gwiazd, rozgrzewa wewnętrzne partie obłoku do mniej więcej temperatury pokojowej, powodując odparowanie chemicznie złożonych cząsteczek i tworząc gazy emitujące charakterystyczne promieniowanie radiowe, które można zarejestrować za pomocą potężnych radioteleskopów, takich jak ALMA.

IRAS 16293-2422 znajduje się w odległości około 400 lat świetlnych, względnie blisko Ziemi, co czyni go świetnym celem dla astronomów badających cząsteczki i chemię wokół młodych gwiazd. Wykorzystując moc nowej generacji teleskopów takich jak ALMA, astronomowie mają teraz możliwość szczegółowego zbadania obłoków gazu i pyłu, z których powstają układy planetarne.

„Pytanie brzmi: na ile złożone mogą stać się te cząsteczki zanim zostaną częścią nowych planet? To może nam powiedzieć o tym w jaki sposób w innych miejscach mogło powstać życie, a obserwacje ALMA będą niezbędne do rozwikłania tej zagadki” podsumowuje Jes Jørgensen.

Badania zostały opisane w artykule, który ukaże się w czasopiśmie „Astrophysical Journal Letters”.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) jest międzynarodowym urządzeniem astronomicznym, które powstaje w partnerstwie pomiędzy Europą, Ameryką Północną i Azją Wschodnia, we współpracy z Chile. ALMA jest finansowana w Europie przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), w Ameryce Północnej przez U.S. National Science Foundation (NSF), we współpracy z National Research Council of Canada (NRC) oraz National Science Council of Taiwan (NSC), a w Azji Wschodniej przez National Institutes of Natural Sciences (NINS), we współpracy z Academia Sinica na Tajwanie. Konstrukcja i operowanie ALMA w imieniu Europy jest kierowane przez ESO, w imieniu Ameryki Północnej przez National Radio Astronomy Observatory (NRAO), zarządzane przez Associated Universities, Inc. (AUI), a w imieniu Azji Wschodniej przez National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ). Joint ALMA Observatory (JAO) umożliwia wspólne kierowanie i zarządzanie konstrukcją, testowaniem i operowaniem ALMA.

Uwagi

[1] Cukier jest wspólną nazwą dla wielu małych węglowodanów (cząsteczek zawierających węgiel, wodór i tlen, zazwyczaj z wodorem i tlenem w stosunku 2:1, tak jak w wodzie). Aldehyd glikolowy ma wzór chemiczny C₂H₄O₂. Cukrem powszechnie stosowanym w żywności i napojach jest sacharoza, która jest większa cząsteczką niż aldehyd glikolowy.

[2] Aldehyd glikolowy został wykryty do tej pory w dwóch miejscach w kosmosie – najpierw w kierunku obłoku Sgr B2 w centrum Galaktyki, za pomocą12-metrowego teleskopu National Science Foundation (NSF) na Kitt Peak (USA) w 2000 roku oraz Robert C. Byrd Greek Bank Telescope (NSF, USA) w 2004 roku. Drugim miejscem jest gorące, masywne jądro molekularne G31.41+0.31 – w tym przypadku użyto IRAM Plateau de Bure Interferometer (Francja) w 2008 roku.

[3] Dokładne pomiary laboratoryjne charakterystycznych długości fla radiowych emitowanych przez aldehyd glikolowy były kluczowe dla zidentyfikowania przez zespół cząsteczek w kosmosie. Oprócz aldehydu glikolowego w przypadku IRAS 16293-2422 wiadomo także o istnieniu szeregu innych złożonych cząsteczek organicznych, w tym glikolu etylenowego, mrówczanu metylu i etanolu.

[4] Wczesna faza obserwacji naukowych za pomocą części anten rozpoczęła się w 2011 roku (zobacz eso1137). Przed i po tym starcie przeprowadzono wiele obserwacji testowych, aby pokazać, że ALMA jest w stanie uzyskiwać dane o wymaganej jakości, a zebrane w ten sposób dane zostały udostępnione publicznie. Wyniki opisane w tym komunikacie uzyskano korzystając z części danych z Testowej Fazy Naukowej. Budowa ALMA ma zostać ukończona w 2013 roku, kiedy to 66 precyzyjnych anten będzie w pełni sprawnych.

[5] Mają zwykle temperaturę około 10 stopni powyżej zera absolutnego: około –263 stopnie Celsjusza.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule “Detection of the simplest sugar, glycolaldehyde, in a solar-type protostar with ALMA”, Jørgensen et al., który ukaże się w Astrophysical Journal Letters.

Skład zespołu badawczego: Jes K. Jørgensen (University of Copenhagen, Dania), Cécile Favre (Aarhus University, Dania), Suzanne E. Bisschop (University of Copenhagen), Tyler L. Bourke (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), Ewine F. van Dishoeck (Leiden Observatory, Holandia; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Niemcy) oraz Markus Schmalzl (Leiden Observatory).

W roku 2012 mija 50. rocznica utworzenia Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Jest wspierane przez 15 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 40-metrowej klasy Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - E-ELT), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa
• Więcej na temat ALMA w ESO
• The Joint ALMA Observatory

Kontakt

Jes K. Jørgensen
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen
Copenhagen, Denmark
Tel.: +45 4250 9970
E-mail: jeskj@nbi.dk

Ewine van Dishoeck
Leiden Observatory
Leiden, Netherlands
Tel.: +31 71 5275814
E-mail: ewine@strw.leidenuniv.nl

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

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych