Astronomen hebben een zeldzame vorm van methanol, een soort alcohol, gevonden in een planeetvormende schijf. Dit is een belangrijke stap om te begrijpen hoe leven buiten de aarde kan ontstaan. Dit resultaat onthult vitale details over de chemische samenstelling van het ijs in schijven die planeten vormen en welke organische moleculen beschikbaar zijn voor kometen om aan planeten te leveren, ook in ons zonnestelsel. Astronomen hebben bewijs gevonden voor andere, complexere moleculen in planeetvormende schijven rond andere sterren, maar deze nieuwste ontdekking is de eerste keer dat zeldzame isotopen van methanol zijn gedetecteerd.
Isotopen zijn verschillende versies van een chemisch element of verbinding die hetzelfde aantal protonen hebben, maar een verschillend aantal neutronen. “Het vinden van deze isotopen van methanol geeft essentieel inzicht in de geschiedenis van de ingrediënten die nodig zijn om het leven hier op aarde op te bouwen,” zei Alice Booth van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA), die het onderzoek leidde. Booth en collega's ontdekten deze isotopen van methanol rond HD 100453, een ster met ongeveer 1,6 keer de massa van de zon op ongeveer 330 lichtjaar van de aarde. Ze gebruikten gegevens van de Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA), een internationale radio-array in de Atacama-woestijn in Chili die wordt ondersteund door de National Science Foundation in de VS. Wetenschappers, zoals dit onderzoeksteam en vele anderen, bekijken planeetvormende schijven rond sterren als laboratoria omdat ze de hoeveelheden complexe organische moleculen onthullen die aanwezig zijn wanneer planeten en kometen worden samengesteld.
“De ontdekking dat methanol zeker deel uitmaakt van deze stellaire cocktail is echt een reden voor een feestje,” zegt co-auteur Lisa Wölfer van het Massachusetts Institute of Technology. “Ik zou zeggen dat de jaargang van meer dan een miljoen jaar, wat de leeftijd van HD 100453 is, een hele goede is.” Wat maakte deze ontdekking mogelijk? Omdat HD 100453 een grotere massa heeft dan de zon, heeft het een warmere, planeetvormende schijf om zich heen. Hierdoor bestaan moleculen in de schijf, waaronder methanol, als gas op grotere afstanden van de ster, waardoor ALMA het kan detecteren. Minder massieve sterren, zoals de zon, hebben daarentegen een koelere schijf, waardoor methanol opgesloten zou zitten in ijs en ALMA het niet kan detecteren. De verhouding tussen methanol en andere eenvoudige organische moleculen in HD 100453 is ongeveer dezelfde als in kometen in ons zonnestelsel. Dit versterkt het potentieel om meer te leren over de geschiedenis van onze eigen planeet door deze meer afgelegen vroege werelden te bestuderen.
Meer specifiek suggereert dit werk dat de ijsmassa's in planeetvormende schijven, die dienen als het materiaal dat uiteindelijk samenklontert tot kometen, rijk zijn aan complexe organische moleculen. “Dit onderzoek ondersteunt het idee dat kometen miljarden jaren geleden een grote rol kunnen hebben gespeeld bij het leveren van belangrijk organisch materiaal aan de aarde,” zegt co-auteur Milou Temmink van de Sterrewacht Leiden in Nederland. “Ze kunnen de reden zijn waarom leven, inclusief wij, zich hier kon vormen.” Methanol was al eerder gedetecteerd in verschillende stervormende schijven, maar het detecteren van isotopen van methanol, die 10 tot 100 keer minder talrijk zijn, is een belangrijke stap omdat het bevestigt dat de schijven waarschijnlijk rijk zijn aan organische moleculen die nog niet zijn gedetecteerd in HD 100453, waaronder eenvoudige aminozuren en suikers zoals glycine en glycolaldehyde. De hoge concentraties methanol in de schijf zijn waarschijnlijk afkomstig van de binnenste rand van een stofring op ongeveer 1,5 miljard mijl van de ster, wat overeenkomt met 16 keer de afstand tussen de zon en de aarde.
Het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian is een samenwerking tussen Harvard en het Smithsonian om de grootste onopgeloste vragen van de mensheid over de aard van het universum te stellen en uiteindelijk te beantwoorden. Het hoofdkantoor van het Center for Astrophysics is gevestigd in Cambridge, MA, met onderzoeksfaciliteiten in de VS en de rest van de wereld.
Bron: Center for Astrophysics
