Impresión artística del gas y el polvo en el disco protoplanetario que rodea a la joven estrella. &Nbsp; El recuadro muestra el gas molecular objetivo de las observaciones de MAPS, compuesto por una "sopa" de moléculas simples y complejas en la vecindad de planetas aún en formación. Crédito:M. Weiss / Centro de Astrofísica / Harvard & Smithsonian
El análisis de huellas dactilares únicas en la luz emitida por el material que rodea a las estrellas jóvenes ha revelado "depósitos importantes" de grandes moléculas orgánicas necesarias para formar la base de la vida. dicen los investigadores.
Dr. John Ilee, Investigador de la Universidad de Leeds que dirigió el estudio, dice que los hallazgos sugieren que las condiciones químicas básicas que dieron lugar a la vida en la Tierra podrían existir más ampliamente en toda la Galaxia.
Las grandes moléculas orgánicas se identificaron en discos protoplanetarios que circundan estrellas recién formadas. Un disco similar habría rodeado una vez al joven Sol, formando los planetas que ahora componen nuestro Sistema Solar. La presencia de las moléculas es significativa porque son "trampolines" entre moléculas más simples basadas en carbono, como el monóxido de carbono, encontrado en abundancia en el espacio, y moléculas más complejas que se requieren para crear y mantener la vida.
Los detalles del estudio se publican hoy y aparecerán en el Serie de suplementos de revistas astrofísicas . Es uno de los 20 artículos que informan sobre una importante investigación internacional sobre la química de la formación de planetas.
La Dra. Catherine Walsh, de la Facultad de Física y Astronomía, fue una de las cinco Co-PI que lideraron la investigación. Llamado el programa 'Moléculas con ALMA a escalas de formación de planetas' (o MAPS), ha utilizado datos recopilados por el radiotelescopio Atacama Large Millimeter / submillimetre Array (o ALMA) en Chile.
Dr. Ilee y su equipo, compuesto por astrofísicos de 16 universidades de todo el mundo, enfocado en estudiar la existencia, ubicación y abundancia de las moléculas precursoras necesarias para que se forme la vida.
Dijo:"Estas grandes moléculas orgánicas complejas se encuentran en varios entornos en todo el espacio. Los estudios teóricos y de laboratorio han sugerido que estas moléculas son los 'ingredientes crudos' para construir moléculas que son componentes esenciales de la química biológica en la Tierra, creando azúcares, aminoácidos e incluso los componentes del ácido ribonucleico (ARN) en las condiciones adecuadas.
"Sin embargo, muchos de los entornos donde encontramos estas complejas moléculas orgánicas están bastante alejados de dónde y cuándo pensamos que se forman los planetas. Queríamos saber más sobre dónde exactamente, y cuanto de estas moléculas estaban presentes en los lugares de nacimiento de los planetas:discos protoplanetarios ".
ALMA:observación de la química en las profundidades del espacio
La investigación ha sido posible gracias a los avances en la capacidad del telescopio ALMA para detectar señales muy débiles de las moléculas en las regiones más frías del espacio exterior.
En ALMA, se combina una red de más de 60 antenas para que el observatorio pueda detectar la señal de estas moléculas. Cada molécula emite luz en longitudes de onda claramente diferentes produciendo una "huella digital" espectral única. Estas huellas dactilares permiten a los científicos identificar la presencia de moléculas e investigar sus propiedades.
Cuatro de los discos protoplanetarios:GM Aur, COMO 209, HD 163296 y amp; MWC 480 - observado dentro del proyecto MAPS. La fila superior muestra la emisión de polvo grande (de tamaño milimétrico) en los discos. La fila inferior muestra una imagen compuesta de tres colores de la emisión de las grandes moléculas orgánicas HC3N (rojo), CH3CN (verde) y c-C3H2 (azul) en cada disco. Los círculos punteados con un radio de 50 unidades astronómicas indican la escala de la región de formación de cometas en nuestro propio Sistema Solar. Crédito:Dr. J.D.Ilee / Universidad de Leeds
El Dr. Walsh explicó:"El poder de ALMA nos ha permitido medir la distribución y composición del material que está construyendo planetas alrededor de estrellas jóvenes cercanas por primera vez. El telescopio es lo suficientemente poderoso como para hacer esto incluso para moléculas grandes y complejas que son precursoras por vida."
El equipo de investigación buscaba tres moléculas:cianoacetileno (HC3N), acetonitrilo (CH3CN), y ciclopropenilideno ( C -C3H2) - en cinco discos protoplanetarios, conocido como IM Lup, GM Aur, COMO 209, HD 163296 y MWC 480. Los discos protoplanetarios oscilan entre 300 y 500 años luz de la Tierra. Todos los discos muestran firmas de formación planetaria en curso que ocurre dentro de ellos.
Los discos protoplanetarios 'alimentan' planetas jóvenes
El disco protoplanetario que rodea a un planeta joven lo "alimentará" con material a medida que se forma.
Por ejemplo, Se cree que la Tierra joven se sembró con material a través de los impactos de asteroides y cometas que se habían formado en el disco protoplanetario alrededor del Sol. Pero los científicos no estaban seguros de si todos los discos protoplanetarios contienen depósitos de moléculas orgánicas complejas capaces de crear moléculas biológicamente significativas.
Este estudio está comenzando a responder esa pregunta. Encontró las moléculas en cuatro de los cinco discos observados. Además, la abundancia de moléculas fue mayor de lo que esperaban los científicos.
El Dr. Ilee dijo:"ALMA nos ha permitido buscar estas moléculas en las regiones más internas de estos discos, en escalas de tamaño similares a nuestro Sistema Solar, por primera vez. Nuestro análisis muestra que las moléculas están ubicadas principalmente en estas regiones internas con abundancias entre 10 y 100 veces más altas de lo que habían predicho los modelos ".
En tono rimbombante, las regiones del disco en las que se ubicaron las moléculas también son donde se forman los asteroides y los cometas. El Dr. Ilee dice que es posible que un proceso similar al que pudo haber ayudado a iniciar la vida en la Tierra también pudiera ocurrir en estos discos, donde el bombardeo de asteroides y cometas transfiere las grandes moléculas orgánicas a los planetas recién formados.
El Dr. Walsh agregó:"El resultado clave de este trabajo muestra que los mismos ingredientes necesarios para sembrar vida en nuestro planeta también se encuentran alrededor de otras estrellas. Es posible que las moléculas que se necesitan para iniciar la vida en los planetas estén fácilmente disponibles en todos los entornos de formación de planetas ".
Una de las siguientes preguntas que los investigadores quieren investigar es si existen moléculas aún más complejas en los discos protoplanetarios.
El Dr. Ilee agregó:"Si encontramos moléculas como estas en cantidades tan grandes, nuestro conocimiento actual de la química interestelar sugiere que también deberían ser observables moléculas aún más complejas ".
"Esperamos utilizar ALMA para buscar los próximos escalones de complejidad química en estos discos. Si los detectamos, entonces estaremos aún más cerca de comprender cómo los ingredientes crudos de la vida se pueden ensamblar alrededor de otras estrellas ".
