Yleisesti hyväksyttyjen teorioiden mukaan aurinkokunta muodostui suunnilleen 4,6 miljardia vuotta sitten massiivisesta pöly- ja kaasupilvestä (alias. Nebular Theory). Tämä prosessi alkoi, kun sumu kokenut painovoiman romahti keskustassa, josta tuli aurinko. Jäljelle jäänyt pöly ja kaasu muodostivat protoplanetaarisen levyn, joka (ajan myötä) akrytoitui muodostamaan planeettoja.
Tutkijat ovat kuitenkin epävarmoja siitä, milloin orgaaniset molekyylit ilmestyivät ensimmäisen kerran aurinkokuntamme. Onneksi kansainvälisen tähtitieteilijäryhmän uusi tutkimus voi auttaa vastaamaan tähän kysymykseen. Käyttämällä Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA) -ryhmää, joukkue havaitsi monimutkaiset orgaaniset molekyylit nuoren tähden V883 Ori ympärillä, mikä voi joskus johtaa elämän syntymiseen kyseisessä järjestelmässä.
Tutkimus, joka kuvaa heidän havaintojaan, ilmestyi äskettäin tieteellisessä lehdessä Luonnon tähtitiede. Kuten he ilmoittavat tutkimuksessaan, ryhmä käytti ALMA-tietoja selvittääkseen monimutkaisten orgaanisten molekyylien (KOM: ien) läsnäolon V883 Ori - nuoren tähden, joka sijaitsee noin 1300 valovuoden päässä maapallosta ja jota ympäröi protoplanetaarinen levy.
Nämä havainnot tehtiin mahdolliseksi tähden valoisuuden äkillisen lisääntymisen vuoksi, joka johtui levyltä tähtiin virtaavan materiaalin räjähdysmäisestä torrentista (joka tunnetaan nimellä FU Orionis -tyyppinen purkaus). Tämä puhkeaminen lämmitti protoplanetaarisen levyn ja aiheutti jäisten hiukkasten sulamisen, samoin kuin tähden "Frost Line" -rajan rajoittamisen huomattavasti ulos.
Frost Line (alias. ”Snow Line”) on tähtiä ympäröivä alue, jonka lämpötilat tulevat riittävän alhaisiksi, jotta haihtuvat elementit (vesi, hiilidioksidi, metaani, ammoniakki jne.) Sublimoituvat muodostaen jäätä. Normaalien nuorten tähtien ympärillä Frost Lines-säteet ovat noin muutama tähtitieteellinen yksikkö (AU), mutta ne voivat suurentua kertoimella, joka on lähes 10 räjähtävien tähtien ympärillä.
Kun V883 Ori kokenut sen puhkeamisen, se aiheutti jäisien hiukkasten järjestelmän protoplanetaarisen levyn sublimoitumisesta ja laukaisemaan COM: ien vapautumisen. Näihin sisältyi metanoli (CH3OH), asetoni (CH3CO-3), asetaldehydi (CH3CHO), metyyliformiaatti (CH3OCHO) ja asetonitriili (CH3CN) - molekyylit, jotka, kuten muidenkin KOM: ien kanssa, voivat liittyä elämän muodostumiseen planeettajärjestelmissä.
Kuten Jeong-Eun Lee, Kyung Heen yliopiston avarustutkimuksen koulun tähtitieteilijä ja paperille johtava kirjoittaja selitti ALMA: n lehdistötiedotteessa:
”Nykyisillä kaukoputkilla on vaikea kuvantaa levy muutaman AU: n mittakaavassa. Purskaantuneen tähden ympärillä jää sulaa kuitenkin levyn laajemmalla alueella ja on helpompi nähdä molekyylien jakauma. Olemme kiinnostuneita monimutkaisten orgaanisten molekyylien jakautumisesta elämän rakennuspalikoina. ”
Tähden leimahdus ja ALMA: n herkät kuvankäsittelyominaisuudet antoivat tutkimusryhmälle myös mahdollisuuden saada havaittujen KOM: ien alueellinen jakauma. Analyysinsä perusteella ryhmä päätteli, että heidän havaitsemillaan molekyyleillä oli rengasmainen rakenne, jonka säde oli noin 60 AU: ta V883 Ori: n ympärillä.
Erityisen mielenkiintoista on se, että V883 Ori -levyn kemiallinen koostumus on samanlainen kuin nykyisen aurinkokunnan komeettojen. Komeetat ovat tutkimuksen kohteena huomattavassa määrin, koska niiden uskotaan olleen rooli veden ja orgaanisten molekyylien leviämisessä aurinkokunnan alkuaikoina.
Näiden komeetojen uskotaan muodostuvan aurinkokunnan (nykypäivän Oort-pilvi) ulkoalueille, missä orgaaniset molekyylit olivat jäässä. Tämän vuoksi protoplanetaaristen levyjen kemiallisten koostumusten tutkimus liittyy suoraan komeetojen koostumuksen ja Maan elämän alkuperän tutkimukseen.
Kuten Tokion yliopiston tutkimusryhmän jäsen Juri Aikawa selitti:
”Koska kiviset ja jäiset planeetat on valmistettu kiinteästä materiaalista, levyjen kiintoaineiden kemiallisella koostumuksella on erityinen merkitys. Purkaus on ainutlaatuinen mahdollisuus tutkia tuoreita sublimaatteja ja siten kiinteiden aineiden koostumusta. "
Mahdollisuudet seurata purkauksia ovat melko harvinaiset, koska ne kestävät vain noin 100 vuotta. Useiden ikäisten nuorten tähtien on kuitenkin tiedetty kokevan FU Ori -purskeita, joten tähtitieteilijät odottavat pystyvänsä todistamaan enemmän näistä tapahtumista tulevaisuudessa - ja määrittävät prosessin aikana protoplanetaarisempien levyjen kemialliset koostumukset.
Tämä tutkimus ei vain paranna ymmärrystämme jäätyjen kemiallisesta koostumuksesta, joka kehittyy nuorten tähtien ympärille. Se parantaa myös ymmärrystämme siitä, kuinka orgaaniset molekyylit kehittyivät aurinkokunnan syntymän ja nykypäivän välillä, mikä paljastaa monia asioita itse elämän alkuperästä!
