Astronom udgiver undersøgelse af unge stjerner

En international forskergruppe ledet af en postdoc-stipendiat ved University of Virginia's Department of Astronomy identificerede en rig organisk kemi i unge skiver omkring 50 nydannede stjerner.

Baseret på observationer fra Atacama Large Millimeter/submillimeter Array-teleskopet i Chile – kendt som ALMA – giver resultaterne astronomer en større forståelse af de mekanismer, der er ansvarlige for dannelsen af ​​organiske molekyler i rummet, ved begyndelsen af ​​planetdannelsen.

De mange forskellige identificerede organiske molekyler rejser også et vigtigt spørgsmål for astronomer:Hvor almindelig er den kemiske arv af disse skiver? Da skiver omkring unge stjerner er kendt for at være steder for fremtidig planetdannelse, at forstå deres præbiotiske potentiale er nøglen. Resultaterne af Star and Planet Formation Laboratory i Japans RIKEN Cluster for Pioneering Research blev offentliggjort den 23. marts af American Astronomical Society i Astrofysisk tidsskrift .

"Denne forskning vil hjælpe os med at teste vores nuværende viden om den kemiske udvikling, der foregår i skiverne af nydannede stjerner, " sagde Yao-Lun Yang, hovedforfatter af papiret og en Origins postdoc-stipendiat med Virginia Initiative on Cosmic Origins, baseret i UVA's Institut for Astronomi. Yang var en Japan Society for Promotion of Science-stipendiat ved RIKEN, et nationalt videnskabeligt forskningsinstitut i Japan, da han begyndte arbejdet på projektet sammen med andre forskere tilknyttet RIKEN, universitetet i Tokyo, Frankrigs Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, og andre institutioner.

"Vi undersøgte den kemiske sammensætning af materialet, hvorfra disse protoplanetariske skiver og planeter vokser fra, og det, vi fandt ret interessant, var rækken af ​​komplekse molekyler, vi observerede, " sagde Yang. "Selv hvor vi observerede en bred vifte af samlede mængder af specifikke organiske molekyler, vi fandt stadig et lignende kemisk mønster blandt de forskellige regioner, vi undersøgte."

At studere Perseus Molecular Cloud

Stjerner dannes fra interstellare skyer, som består af gas og støv, via gravitationssammentrækning. Disse unge stjerner er omgivet af skiver, som har potentialet til at udvikle sig til planetsystemer. At identificere den oprindelige kemiske sammensætning af disse dannende skiver kan give fingerpeg om oprindelsen af ​​planeter som Jorden, sagde Yang.

Den RIKEN-baserede forskning fokuserede på 50 kilder indlejret i Perseus molekylære sky, som indeholder unge protostjerner med protoplanetariske skiver, der dannes omkring dem. Selv med kraften fra ALMA-teleskopet, det tog mere end tre år, i løbet af flere projekter, at udfylde undersøgelsen. Ved at observere emissionen udsendt af molekyler ved bestemte frekvenser, holdet undersøgte mængden af ​​methanol, acetonitril, methylformiat, dimethylether, og større organiske stoffer - en hidtil uset undersøgelse af "komplekse" organiske molekyler i en stor prøve af sol-type unge stjerner.

Ifølge undersøgelsen 58% af kilderne indeholdt store organiske molekyler, mens 42% af kilderne ikke viste tegn på dem. Overraskende nok, den samlede mængde af et givet molekyle, der blev målt, viste en bred variation, mere end 100 gange forskel, selv for sådanne lignende stjerner. Nogle kilder viste sig at være rige på organiske molekyler, selvom de havde relativt lidt materiale omkring protostjernen. Andre havde få organiske egenskaber, på trods af en stor mængde materiale omkring protostjernen. Ikke desto mindre, de relative mængder var bemærkelsesværdigt ens.

Det faktum, at nogle systemer har væsentligt mere eller mindre totalt organisk indhold, tyder på, at det lokale miljøs evolutionære historie kan have en kritisk indvirkning på den molekylære sammensætning i de resulterende planetsystemer. Mens de kemiske mønstre mellem systemer ser ud til at være relativt ens, nogle diske kan "lykkes" med mere organisk rigdom sammenlignet med andre.

Sådanne spørgsmål vil forhåbentlig blive besvaret i fremtiden gennem bestræbelser på at følge det organiske reservoir over tid ved at udvide undersøgelser til endnu yngre eller meget ældre systemer, sagde Yang.