Podle široce přijímaných teorií se sluneční soustava vytvořila zhruba před 4,6 miliardami let z obrovského oblaku prachu a plynu (aka. Nebular Theory). Tento proces začal, když mlhovina zažila gravitační kolaps ve středu, který se stal naším Sluncem. Zbývající prach a plyn tvořily protoplanetární disk, který (v průběhu času) narostl, aby vytvořil planety.
Vědci si však nejsou jisti, kdy se organické molekuly poprvé objevily v naší sluneční soustavě. Naštěstí může nová studie mezinárodního týmu astronomů pomoci odpovědět na tuto otázku. Použitím Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA) tým detekoval komplexní organické molekuly kolem mladé hvězdy V883 Ori, což by mohlo jednoho dne vést ke vzniku života v tomto systému.
Studie, která popisuje jejich zjištění, se nedávno objevila ve vědeckém časopise Astronomie přírody. Jak ukazují ve své studii, tým použil data ALMA k rozpoznání přítomnosti komplexních organických molekul (COM) kolem V883 Ori - mladé hvězdy vzdálené asi 1300 světelných let od Země, která je obklopena protoplanetárním diskem.
Tato pozorování byla možná díky náhlému zvýšení jasnosti hvězdy, které bylo způsobeno prasknutím proudu materiálu proudícího z disku k hvězdě (tzv. Výbuch typu FU Orionis). Tento výbuch zahřál protoplanetární disk a způsobil roztavení ledových částic a také značně vytlačil hranici hvězdy „Frost Line“.
Frost Line (aka. „Snow Line“) je oblast kolem hvězdy, kde jsou teploty dostatečně nízké, aby těkavé prvky (voda, oxid uhličitý, metan, amoniak atd.) Sublimovaly za vzniku ledu. Kolem normálních mladých hvězd jsou poloměry Frost Lines o několika astronomických jednotkách (AU), ale mohou se zvětšit faktorem téměř 10 kolem praskajících hvězd.
Když V883 Ori zažil svůj výbuch, způsobil ledové částice v protoplanetárním disku systému sublimovat a spustit uvolňování COM. Tyto obsahovaly methanol (CH3OH), aceton (CH3COCH3), acetaldehyd (CH3CHO), methylformiát (CH3OCHO) a acetonitril (CH3CN) - molekuly, které, stejně jako u jiných COM, mohou souviset s tvorbou života v planetárních systémech.
Jak Jeong-Eun Lee, astronom ve škole kosmického výzkumu na Kyung Hee University a hlavní autor na papíře, vysvětlil v tiskové zprávě ALMA:
„Je obtížné si na disk s aktuálními dalekohledy představit disk v měřítku několika AU. Avšak kolem vypuklé hvězdy se led rozpustí v širší oblasti disku a je snadnější vidět distribuci molekul. Zajímá nás distribuce komplexních organických molekul jako stavebních kamenů života. “
Vzplanutí hvězdy spolu s citlivými zobrazovacími schopnostmi ALMA také umožnilo výzkumnému týmu získat prostorové rozložení pozorovaných COM. Na základě své analýzy tým dospěl k závěru, že molekuly, které detekovaly, měly prstencovou strukturu s poloměrem asi 60 AU kolem V883 Ori.
Obzvláště zajímavé je, že chemické složení disku V883 Ori je podobné jako komety v moderní sluneční soustavě. Komety jsou předmětem značné pozornosti výzkumu, protože se předpokládá, že hrály roli v šíření vody a organických molekul během prvních dnů Sluneční soustavy.
Předpokládá se, že tyto komety vznikly ve vnějším dosahu Sluneční soustavy (moderní Oortův mrak), kde byly organické molekuly obsaženy v ledu. Z tohoto důvodu je výzkum chemického složení protoplanetárních disků přímo spojen s výzkumem složení komet a původu života Země.
Jak Yuri Aikawa, člen výzkumného týmu z Tokijské univerzity, vysvětlil:
„Protože jsou skalnaté a ledové planety vyrobeny z pevného materiálu, má chemické složení pevných látek v discích zvláštní význam. Výbuch je jedinečná šance prozkoumat čerstvé sublimáty, a tedy složení pevných látek. “
Příležitosti pozorovat výbuchy jsou poměrně vzácné, protože vydrží jen asi 100 let. Je však známo, že mladé hvězdy s různým věkem zažívají výbuchy FU Ori, takže astronomové očekávají, že v budoucnu budou moci být svědky více těchto událostí - a během tohoto procesu určují chemické složení více protoplanetárních disků.
Tento výzkum nejen zlepší naše porozumění chemickému složení ledů, které se vyvíjejí kolem mladých hvězd. Zlepší také naše chápání toho, jak se organické molekuly vyvíjely mezi narozením naší sluneční soustavy a dnes, což odhalí mnoho věcí o původu života samotném!
