Pressmeddelande

ALMA och Rosetta upptäcker Freon-40 i rymden

Krossar hopp om ett tecken på liv

2 oktober 2017

Observationer som gjorts med teleskopet ALMA och ESA-sonden Rosetta har avslöjat förekomsten av organohalogenen Freon-40 (klormetan) i gasen omkring både en ung stjärna och en komet. På jorden bildas sådana molekyler genom organiska processer, men detta är den första upptäckten i den interstellära rymden. Fyndet tyder på att organohalogener inte är så bra markörer för liv som forskare hade hoppats, men de kan vara viktiga komponenter i materialet som planeter byggs från. Forskningsresultaten, som publiceras i tidskriften Nature Astronomy, understryker utmaningen med att hitta molekyler som kan indikera närvaron av liv bortom jorden.

I mätningar som samlats in av ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) i Chile och från instrumentet ROSINA på ESA:s sond Rosetta har ett forskarlag hittat spår av den kemiska föreningen Freon-40 (CH₃Cl), även känd under namnen metylklorid och klormetan, i rymden. Fynden gjordes omkring det unga stjärnsystemet IRAS 16293-2422 [1], 400 ljusår bort, och hos den välkända kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) i vårt solsystem. De nya ALMA-observationerna är de första hittills av en organohalogen i den interstellära rymden.

Organohalogener består av halogener, såsom klor och fluor, som binds samman med kol och ibland andra grundämnen. På jorden skapas dessa föreningar genom biologiska processer –  i organismer som sträcker sig från människor till svampar – samt i industriella processer för produktion av färgämnen och mediciner [3].

Upptäckten av en av dessa föreningar, Freon-40, på platser där liv ännu inte kan ha uppstått kan ses som en besvikelse eftersom tidigare forskning tytt på att dessa molekyler kunde indikera närvaron av liv.

Edith Fayolle är forskare vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Massachussets i USA och förstaförfattare till artikeln som presenterar de nya resultaten.

– Att upptäcka organohalogenen Freon-40 nära dessa unga, sollika stjärnor var överraskande. Vi förutspådde helt enkelt inte att det kunde bildas och var överraskade att skåda det i så betydande mängd. Det är nu klart att dessa molekyler bildas redan i stjärnors barnkammare, vilket ger oss en insikt i den kemiska evolution av planetsystem, inklusive vårt egna, säger hon.

Dagens exoplanetforskning handlar numera inte bara om att hitta planeter – i skrivande stund känner man till fler än 3000 exoplaneter – utan även om att leta efter kemiska markörer som kan peka ut ställen där liv kan finnas. Ett viktigt steg i detta är att bestämma vilka molekyler vars förekomst kan peka ut liv. Att hitta pålitliga markörer är dock fortfarande en knepig process.

Karin Öberg, också vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, leder en forskargrupp för astrokemi och är medförfattare till forskningsartikeln.

– ALMA:s upptäckt av organohalogener i det interstellära mediet berättar också något om startförhållandena för organisk kemi på planeter. Sådan kemi är ett viktigt steg mot livets ursprung. Baserat på vår upptäckt är organohalogener sannolikt en viktig beståndsdel i den så kallade “ursoppan”, både på den unga jorden och på växande steniga exoplaneter, berättar hon.

Detta tyder på att astronomer kan ha haft fel om organohalogenerna. Istället för att peka ut befintligt liv spelar de istället en viktig roll i den till stor del ännu okända kemin bakom livets ursprung.

Jes Jørgensen, astronom vid Niels Bohrinstitutet, Köpenhamns universitet, är också medförfattare till studien.

– Dessa resultat visar ALMA:s förmåga att upptäcka molekyler av astrobiologiskt intresse runt unga stjärnor där planeter håller på att bildas. Med hjälp av ALMA har vi tidigare funnit de kemiska föregångarna till sockerarter och till aminosyror omkring unga stjärnor. Att nu också upptäcka Freon-40 nära kometen 67P/C-G stärker länken mellan prebiotisk kemi hos avlägsna protostjärnor och vårt solsystem, tillägger han.

Freon-40 innehåller olika isotoper av kol. När astronomerna jämförde de relativa mängderna av dessa mellan det unga stjärnsystemet och kometen fann de liknande mängder. Detta talar för att unga planetsystem ärver den kemiska sammansättningen från det stjärnbildande moln de föds ur. Dessutom öppnas upp möjligheten att organohalogener anländer till planeter i unga system under planetbildningen eller via kollisioner med kometer.

– Våra resultat visar att vi har mycket kvar att lära oss om hur organohalogener bildas. Vi behöver fortsätta söka efter dessa föreningar omkring andra protostjärnor och kometer för att hjälpa oss hitta svaret, avslutar Fayolle.

Noter

[1] Denna protostjärna är ett dubbelsystem omgivet av ett molekylmoln i det stjärnbildande området Rho Ophiuchi, vilket gör det till ett utmärkt mål för ALMA.

[2] Mätningarna i denna studie har gjorts inom projektet ALMA Protostellar Interferometric Line Survey (PILS). Målet med denna studie var att i detalj – ner till samma skala som vårt solsystem – kartlägga den kemiska komplexiteten i IRAS 16293-2422 i hela det våglängdsområde som motsvarar ALMA:s atmosfäriska fönster vid 0,8 mm.

[3] Freon användes tidigare som ett allmänt kylmedel men är numera förbjudet eftersom det har en förödande effekt på jordens skyddande ozonlager.

Mer information

Resultaten publiceras i en forskningsartikel med titeln “Protostellar and Cometary Detections of Organohalogens” av E. Fayolle m. fl. i tidsskriften Nature Astronomy den 2 Oktober 2017.

Forskarlaget består av Edith C. Fayolle (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Karin I. Öberg (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Jes K. Jørgensen (Köpenhamns universitet, Danmark), Kathrin Altwegg (Berns universitet, Schweiz), Hannah Calcutt (Köpenhamns universitet, Danmark), Holger S. P. Müller (Universität zu Köln, Tyskland), Martin Rubin (Berns universitet, Schweiz), Matthijs H. D. van der Wiel (Nederländska institutet för radioastronomi, Nederländerna), Per Bjerkeli (Chalmers tekniska högskola, Sverige), Tyler L. Bourke (Jodrell Bank Observatory, Storbritannien), Audrey Coutens (University College London, Storbritannien), Ewine F. van Dishoeck (Leidensuniversitet, Nederländerna; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Tyskland), Maria N. Drozdovskaya (Berns universitet, Schweiz), Robin T. Garrod (University of Virginia, USA), Niels F. W. Ligterink (Leidens universität, Nederländerna), Magnus V. Persson (Chalmers tekniska högskola, Sverige), Susanne F. Wampfler (Berns universitet, Schweiz) samt laget bakom ROSINA.

ALMA är en internationell anläggning för astronomi och är ett samarbete mellan ESO, National Science Foundation i USA och Nationella instituten för naturvetenskap (NINS) i Japan i samverkan med Chile. ALMA stöds av ESO åt dess medlemsländer, av NSF i samarbete med Kanadas National Research Council (NRC) och Taiwans Nationella vetenskapsråd (NSC) samt av NINS i samarbete med Academia Sinica (AS) i Taiwan och Koreas Institut för astronomi och rymdforskning (KASI).

Byggandet och driften av ALMA leds av ESO åt dess medlemsstater; av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som förvaltas av Associated Universities, Inc. (AUI), på uppdrag av Nordamerika; och av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) på uppdrag av Östasien. Joint ALMA Observatory (JAO) bidrar med enhetlig ledning och styrning av byggandet, driftsättning och drift av ALMA.

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln i Nature Astronomy

• Tidigare resultat från denna stjärna med ALMA: metylisocyanat och socker

• Bilder på ALMA

Kontakter

Edith Fayolle
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Cambridge, Massachusetts, USA
E-post: efayolle@cfa.harvard.edu

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

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

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1732 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.