Metanol, un bloque de construcción clave para los compuestos orgánicos complejos que componen la vida, se ha detectado por primera vez en el disco protoplanetario de un joven, estrella distante. Este hallazgo podría ayudar a los científicos a comprender mejor la química que ocurre durante la formación de un planeta y que, en última instancia, podría conducir al surgimiento de la vida.

Los científicos hicieron el descubrimiento de metanol alrededor de TW Hydrae, una estrella de aproximadamente el 80 por ciento de la masa de nuestro sol y aproximadamente de 5 a 10 millones de años. Representa una versión más joven de cómo pudo haber sido nuestro sistema solar durante su formación hace más de 4 mil millones de años. A unos 170 años luz de distancia, TW Hydrae tiene el disco protoplanetario más cercano a la Tierra.

El metanol parece estar ubicado en un anillo que alcanza un máximo de 30 unidades astronómicas de la estrella. (Una unidad astronómica, o AU, es la distancia media entre la Tierra y el sol, o alrededor de 93 millones de millas).

Este gas metanol probablemente provino del hielo de metanol ubicado un poco más lejos de la estrella. Los científicos detallaron sus hallazgos en el documento, "Primera detección de metanol en fase gaseosa en un disco protoplanetario, "publicó la revista Cartas de revistas astrofísicas .

"El metanol es una molécula importante porque se ha demostrado en experimentos de laboratorio con hielo que es una materia prima de moléculas más grandes y complejas, "dijo la autora principal del estudio, Catherine Walsh, astroquímico de la Universidad de Leeds en Inglaterra. "La detección exitosa de metanol en un disco protoplanetario proporciona evidencia convincente de que también están presentes moléculas más grandes".

Para analizar TW Hydrae, Los científicos utilizaron el Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) en Chile, el observatorio más poderoso hasta la fecha para analizar la química de discos protoplanetarios cercanos. ALMA también puede mapear dónde se encuentran el polvo y el gas fríos en estos discos con una resolución sin precedentes. Por ejemplo, Recientemente detectó huecos en estos discos potencialmente tallados por planetas nacientes.

Se cree que el metanol en los discos protoplanetarios comienza primero como hielo, formando a través de reacciones químicas en las superficies de los granos de polvo. La formación de metanol es un proceso que libera calor, y los granos de polvo ayudan a absorber este exceso de energía para estabilizar las moléculas de metanol recién creadas, Dijo Walsh. Las superficies de los granos de polvo también pueden catalizar la formación de metanol, reduciendo la cantidad de energía que estas moléculas necesitan para formarse.

Si el hielo de metanol en un disco protoplanetario se acerca en espiral a su estrella, la molécula volátil puede excitarse por la radiación solar y convertirse en gas. Este gas es lo que los investigadores han detectado ahora.

Los investigadores sugieren que los granos de polvo de hasta un milímetro de tamaño cargados con hielo de metanol residen a 50 AU de TW Hydrae. A medida que los granos de polvo crecen, alcanzan un tamaño en el que experimentan el arrastre del gas circundante. Este arrastre ralentiza los granos de polvo, y se mueven hacia adentro hacia la estrella, Dijo Walsh.

Una vez que el hielo de metanol se acerca a TW Hydrae, se convierte en gas metanol, pero los investigadores no creen que esto suceda porque el hielo se esté calentando, como sugirió la investigación anterior. En lugar de, sugieren que otros mecanismos son responsables, como los rayos ultravioleta de la estrella. Este hallazgo puede alterar la forma en que los científicos modelan la evolución del disco protoplanetario en el futuro.

El metanol es uno de los compuestos orgánicos complejos más grandes detectados en discos protoplanetarios hasta la fecha. Es más, es la primera molécula orgánica de disco protoplanetario con un origen inequívoco como el hielo.

Como señaló Walsh, el metanol puede servir como bloque de construcción de moléculas orgánicas más grandes. Medir los niveles de metanol podría, en principio, arrojar luz sobre las cantidades de otros compuestos orgánicos que pueden existir dentro del hielo, material formador de cometas orbitando estrellas, Dijo Walsh. Estas complejas moléculas orgánicas pueden haber ayudado a que surgiera la vida en la Tierra.

"Se ha sugerido que los cometas contribuyeron si no todos, de la materia prima orgánica a la Tierra joven necesaria para iniciar o impulsar la vida, ", Dijo Walsh." La presencia de cometas ricos en orgánicos en otros discos sugiere que los ingredientes básicos para iniciar o impulsar la vida también están presentes en estos discos ".

Hay una serie de misterios que siguen sin resolverse en estos nuevos hallazgos. Por ejemplo, los niveles de gas metanol observados son, inesperadamente, tan poco como 100 veces menos de lo que se esperaba anteriormente a partir de modelos recientes de química de discos protoplanetarios. Una posibilidad es que los modelos sobreestimen la velocidad a la que el hielo de metanol libera gas metanol, Dijo Walsh. Otra posibilidad es que estos modelos subestimen cuánta radiación estelar y otros factores destruyen las moléculas de metanol. ella dijo.

El gas metanol "también se encuentra en una región del disco diferente a la predicha en modelos anteriores, que sigue siendo un rompecabezas, ", Dijo Walsh." Estamos trabajando duro para entender este acertijo, y nuevos datos de ALMA, que estará disponible en 2017, nos ayudará a hacer esto ".

Future research will also hunt for methanol in other nearby protoplanetary disks, and for larger organic molecules in all these disks, Walsh said.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de la revista Astrobiology Magazine de la NASA. Explore la Tierra y más allá en www.astrobio.net.