Astronomer opdager spor af methylchlorid omkring spædbarnsstjerner og nærliggende kometer

Astronomer, der bruger Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har opdaget det svage molekylære fingeraftryk af methylchlorid - et kemikalie, der almindeligvis produceres af industrielle og biologiske processer her på Jorden - omkring et spædbarnsstjernesystem kendt som IRAS 16293-2422. Spor af denne organiske forbindelse blev også opdaget i den tynde atmosfære af kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) af Rosetta-rumsonden.

Methylchlorid (CH3Cl), også kendt som Freon-40, er et af en klasse af molekyler kendt som organohalogener. Denne nye ALMA-observation er den første påvisning nogensinde af et stabilt organohalogen i det interstellare rum. Resultaterne er publiceret i tidsskriftet Natur astronomi .

Den kosmiske opdagelse af denne organiske forbindelse, imidlertid, er skuffende nyheder for astrobiologer, som tidligere foreslog at søge efter methylchlorid i atmosfæren i fremmede verdener som en mulig indikator for liv. De nylige opdagelser af ALMA og Rosetta rejser tvivl om dette forslag, imidlertid. De indikerer, at methylchlorid dannes naturligt i interstellare skyer og holder længe nok til at blive en del af et dannet solsystem.

IRAS 16293-2422 er en samling af flere spædbarnsstjerner, eller protostjerner, hver omtrent samme masse som vores sol. Den ligger omkring 400 lysår fra Jorden og er stadig omgivet af sin fødselskokon af støv og gas.

"At finde organohalogener i nærheden af ​​disse unge, Sollignende stjerner var overraskende, " sagde hovedforfatter Edith Fayolle, en forsker ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) i Cambridge, Masse., på tidspunktet for opdagelsen. "Vi forudsagde simpelthen ikke dets dannelse og var overraskede over at finde det i så betydelige koncentrationer. Det er klart nu, at disse molekyler dannes let i stjernegartnerier, give indsigt i den kemiske udvikling af solsystemer, inklusive vores egen."

"ALMAs opdagelse af organohalogener i det interstellare medium fortæller os også noget om startbetingelserne for organisk kemi på planeter. En sådan kemi er et vigtigt skridt hen imod livets oprindelse, sagde Karin Öberg, en astrokemiker ved CfA og medforfatter på undersøgelsen. "Baseret på vores opdagelse, organohalogener er sandsynligvis en bestanddel af den såkaldte 'ursuppe', både på den unge Jord og på nydannede stenede exoplaneter."

ALMA er i stand til at fungere som en interstellar kemisk analysator ved at detektere de svage radiosignaler, der naturligt udsendes af molekyler i rummet. Hvert molekyle har et karakteristisk fingeraftryk, eller serie af pigge, i radiospektret. For store, organiske molekyler, imidlertid, det signal kan være svært at opdage. Større molekyler udsender et bredere område, selvom det efterfølgende er svagere, række spidser i spektret. Det kræver utroligt følsomme instrumenter som ALMA at pirre signalet fra molekyler som methylchlorid.

Rosetta-rumfartøjet var i stand til at detektere molekylet i atmosfæren af ​​kometen 67P/C-G ved hjælp af det indbyggede instrument kendt som Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA).

"ROSINA var i stand til at fange nogle af molekylerne omkring kometen, adskille dem efter masse, og tæl dem med en udsøgt præcision, " sagde Kathrin Altwegg fra universitetet i Bern, Schweiz, og hovedefterforsker af ROSINA. "Dette meget følsomme instrument gjorde det muligt for os at opdage en lang række kemikalier omkring kometen, inklusive den, som ALMA også opdagede langt fra vores solsystem."

Forskerne bemærker også, at rigelige organohalogener omkring en ung sollignende analog viser, at den organiske kemi, der er til stede i det interstellare medium, involverer halogener, som tidligere ikke var kendt.

Ud over, både ALMA og Rosetta detekterede dette molekyle i lignende overflodsforhold. Da kometer er en rest af dannelsen af ​​vores solsystem og bevarer et kemisk fingeraftryk fra den æra, de nye observationer understøtter ideen om, at et ungt solsystem kan arve den kemiske sammensætning af sin moderstjernedannende sky.

"Dette gør, imidlertid, rejser spørgsmålet:Hvor meget af kometens organiske indhold er direkte nedarvet fra de tidlige stadier af stjernedannelse?" sagde Fayolle. "Yderligere søgninger efter organohalogener omkring andre protostjerner og kometer skal udføres for at hjælpe med at finde svaret."