Astronomen entdecken Spuren von Methylchlorid in der Nähe von Söhnen und nahen Kometen

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Anonim

Astronomen, die das Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) verwenden, haben den schwachen molekularen Fingerabdruck von Methylchlorid - einer Chemikalie, die hier auf der Erde durch industrielle und biologische Prozesse produziert wird - um ein Säuglingssternsystem namens IRAS 16293-2422 entdeckt. Spuren dieser organischen Verbindung wurden auch in der dünnen Atmosphäre des Kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P / CG) durch die Raumsonde Rosetta entdeckt.

Methylchlorid (CH3Cl), auch als Freon-40 bekannt, gehört zu einer Klasse von Molekülen, die als Organohalogene bekannt sind. Diese neue ALMA-Beobachtung ist die erste Entdeckung eines stabilen Organohalogens im interstellaren Raum. Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.

Die kosmische Entdeckung dieser organischen Verbindung ist jedoch eine enttäuschende Nachricht für Astrobiologen, die zuvor vorgeschlagen hatten, in den Atmosphären fremder Welten nach Methylchlorid als möglichem Lebensindikator zu suchen. Die jüngsten Ermittlungen von ALMA und Rosetta lassen jedoch Zweifel an diesem Vorschlag aufkommen. Sie weisen darauf hin, dass sich Methylchlorid in interstellaren Wolken bildet und lange genug anhält, um Teil eines sich bildenden Sonnensystems zu werden.

IRAS 16293-2422 ist eine Sammlung von mehreren Kleinsternen oder Protosternen, von denen jeder die gleiche Masse wie unsere Sonne hat. Es befindet sich etwa 400 Lichtjahre von der Erde entfernt und ist immer noch von seinem Geburtskokon aus Staub und Gas umgeben.

"Organohalogene in der Nähe dieser jungen, sonnenähnlichen Sterne zu finden, war überraschend", sagte Leitautorin Edith Fayolle, eine Forscherin des Harvard-Smithsonian Zentrums für Astrophysik (CfA) in Cambridge, Massachusetts, zum Zeitpunkt der Entdeckung. "Wir haben seine Bildung einfach nicht vorhergesagt und waren überrascht, dass es in solch bedeutsamen Konzentrationen vorkommt. Es ist jetzt klar, dass diese Moleküle sich leicht in stellaren Baumschulen bilden und Einblicke in die chemische Evolution von Sonnensystemen liefern, einschließlich unseres eigenen."

"ALMAs Entdeckung von Organohalogenen im interstellaren Medium sagt uns auch etwas über die Ausgangsbedingungen für die organische Chemie auf Planeten. Diese Chemie ist ein wichtiger Schritt in Richtung der Ursprünge des Lebens", sagte Karin Öberg, Astrochemikerin am CfA und Co-Autorin des Studie. "Basierend auf unserer Entdeckung sind Organohalogene wahrscheinlich ein Bestandteil der so genannten 'Ursuppe', sowohl auf der jungen Erde als auch auf neu gebildeten, felsigen Exoplaneten."

ALMA ist in der Lage, als interstellarer chemischer Analysator zu funktionieren, indem es die schwachen Radiosignale detektiert, die von Molekülen im Weltraum auf natürliche Weise emittiert werden. Jedes Molekül hat einen charakteristischen Fingerabdruck oder eine Reihe von Spitzen im Funkspektrum. Für große organische Moleküle kann dieses Signal jedoch schwierig zu detektieren sein. Größere Moleküle emittieren eine breitere Spanne im Spektrum. Es braucht unglaublich empfindliche Instrumente wie ALMA, um das verräterische Signal von Molekülen wie Methylchlorid herauszuholen.

Die Raumsonde Rosetta war in der Lage, das Molekül in der Atmosphäre des Kometen 67P / CG mit dem an Bord befindlichen Instrument namens Rosetta Orbiter Spectrometer für die Ionen- und Neutralanalyse (ROSINA) zu detektieren.

"ROSINA war in der Lage, einige der Moleküle um den Kometen herum zu fangen, sie nach Masse zu trennen und sie mit einer exquisiten Genauigkeit zu zählen", sagte Kathrin Altwegg von der Universität Bern, Schweiz, und Principal Investigator von ROSINA. "Dieses hochempfindliche Instrument ermöglichte es uns, eine Vielzahl von Chemikalien rund um den Kometen zu entdecken, einschließlich der von ALMA weit entfernt von unserem Sonnensystem entdeckten."

Die Forscher stellen auch fest, dass reichlich Organohalogene um ein junges sonnenähnliches Analogon zeigen, dass die organische Chemie im interstellaren Medium Halogene einbezieht, was bisher nicht bekannt war.

Sowohl ALMA als auch Rosetta detektierten dieses Molekül in ähnlichen Häufigkeitsverhältnissen. Da Kometen ein Überbleibsel der Entstehung unseres Sonnensystems sind und einen chemischen Fingerabdruck dieser Ära behalten, unterstützen die neuen Beobachtungen die Vorstellung, dass ein junges Sonnensystem die chemische Zusammensetzung seiner Muttersternwolke übernehmen kann.

"Dies wirft jedoch die Frage auf: Wie viel des organischen Gehalts des Kometen wird direkt von den frühen Stadien der Sternentstehung geerbt?" sagte Fayolle. "Zusätzliche Suchen nach Organohalogenen um andere Protosterne und Kometen müssen unternommen werden, um die Antwort zu finden."

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