En konstnärs intryck av den dammiga skivan som kretsar kring IRS 46. Bildkredit: NASA / JPL-Caltech Klicka för förstoring
Astronomer vid W. M. Keck Observatory har hittat ?? bf? för första gången ?? bf? några av de basiska föreningarna som är nödvändiga för att bygga organiska molekyler och en av de baser som finns i DNA inom de inre regionerna av en planetbildande skiva. Objektet, känt som ”IRS 46”, ligger i Vintergalaxen, cirka 375 ljusår från jorden, i stjärnbilden Ophiuchus. Resultaten kommer att publiceras i ett kommande nummer av Astrophysical Journal Letters.
"Vi ser prebiotiska organiska molekyler i kometer och gasjätteplaneterna i vårt eget solsystem och undrar, var kom dessa kemikalier ifrån?" sade Dr. Marc Kassis, stöd astronom vid W. Keck Observatory. "Spitzer Space Telescope låter oss studera dessa unga stjärnobjekt på nya och avslöjande sätt och ger oss spännande ledtrådar om var livet kan bildas i universum."
De två organiska föreningarna som finns - acetylen och vätecyanid - finns vanligtvis i vårt eget solsystem, till exempel atmosfärerna från de jätte gasplaneterna, de iskalla ytorna i kometerna och atmosfären i Saturns bf? S största måne, Titan . En annan detekterad koldioxidart, koldioxid, är utbredd i atmosfären i Venus, jorden och Mars.
"Om du lägger vätecyanid, acetylen och vatten tillsammans i ett provrör, och ger dem en lämplig yta att koncentreras och reagera på, får du en massa organiska föreningar inklusive aminosyror och en DNA-purinbas som kallas adenin, ”Sa Keck Astronom Dr Geoffrey Blake, från California Institute of Technology i Pasadena och medförfattare till tidningen. "Nu kan vi upptäcka samma molekyler i planetzonen för en stjärna hundratals ljusår bort."
Närvaron av gasrika skivor runt unga stjärnor är välkänd, men lite förstås om den kemiska strukturen inuti. Upptäckten av acetylen och vätecyanid i en av dessa diskar hjälper astronomer att bättre förstå dessa skivor, där framtida solsystem kan en dag bildas och eventuellt leda till liv.
"Spitzer hittade något väldigt unikt - en ung protostar med en dammig skiva som när den ses från jorden verkar lutad på himlen, liknande hur vissa galaxer verkar," förklarade Kassis. ”Denna visningsvinkel låter teamet använda Keck-NIRSPEC-data för att studera de inre regionerna på disken. Resultaten berättade för teamet exakt hur skivan rörde sig och föreslår att det kan vara en stjärnvind från det inre området. Keck hjälpte också till att mäta de höga temperaturerna och partikelkoncentrationen i skivan. ”
Dammet och gasen som omger en ung stjärna blockerar synligt ljus, men låter längre våglängder, som infrarött ljus, passera igenom. Astronomer kan ta reda på vad denna gas och damm är gjord av genom att separera ljuset i dess komponentvåglängder eller färger.
Sedan 2003 har NASA Spitzer Space Telescope tillåtit astronomer att använda denna teknik för att studera molekylära föreningar i protoplanetära skivor av unga stjärnobjekt. Spitzer "c2d legacy-programmet" har tittat på mer än 100 källor i fem närliggande stjärnbildande regioner och bara en ?? bf? IRS 46 ?? bf? visade tydliga bevis på att de innehöll de organiska föreningarna i de varma regionerna nära stjärnan där markplaneter mest troligt bildas.
"Det här spädbarnsystemet kan se mycket ut som vårt gjorde för miljarder år sedan, innan livet uppstod på jorden," sade Fred Lahuis från Leiden Observatory i Nederländerna och SRON Nederländernas institut för rymdforskning. Lahuis är huvudförfattaren till uppsatsen som beskriver resultaten.
Medan de exakta händelserna som leder till självreplikerande nukleinsyror förblir oklara har molekylerna av acetylen (C2H2) och vätecyanid (HCN) visat sig producera de basföreningar som är nödvändiga för att bygga RNA och DNA. Teamet fann att överflödet av vätecyanid (HCN) var nästan 10 000 gånger högre än det som finns i kall interstellär gas från vilken stjärnor och planeter föddes.
Modeller från tidig solsystemkemi har historiskt centrerat på data från vårt eget primitiva solsystem, men nu har upptäckter av protoplanetära skivor öppnat fältet för andra solsystem än våra egna. Teoretiska modeller har föreslagit att stora mängder komplexa organiska molekyler skulle vara närvarande i de inre områdena av dessa skivor, men fram till nu har inga observationstester varit möjliga.
För att bestämma var, exakt, den organiska rika gasen som finns i IRS 46, använde teamet också submillimeterdata från James Clerk Maxwell Telescope på Mauna Kea. De svaga signaler som observerats igen tyder på att materialet härstammar från den inre skivan, kanske inte mer 10 astronomiska enheter från moderstjärnan, liknande i avstånd till där Saturn kretsar runt solen i vårt eget solsystem. Det återstår emellertid mycket ytterligare arbete att göra för att veta detta med säkerhet.
"Gaserna är mycket varma, nära eller något över kokpunkten för vatten på jorden," sade Dr. Adwin Boogert, också från Caltech. "Dessa höga temperaturer hjälpte till att fastställa placeringen av gaserna på disken."
Resultaten från Keck-NIRSPEC pekar på närvaron av en stjärnvind som kommer ut från det inre området på skivan som kretsar kring IRS 46. Vinden kan så småningom blåsa bort det dammiga skräpet i skivan, kanske avslöjar förekomsten av steniga, jordliknande planeter i flera miljoner år.
Jet Propulsion Laboratory hanterar Spitzer Space Telescope-uppdraget för NASA: s Science Mission Directorate, Washington. Vetenskapliga operationer bedrivs vid Spitzer Science Center i Caltech. JPL är en division av Caltech.
W. Keck Observatory förvaltas av California Association for Research in Astronomy, ett ideellt företag 501 (c) (3). Keck I och Keck II 10-meter teleskop undersöker de svagaste föremålen i det optiska och infraröda universum.
Originalkälla: W. Keck Observatory
