Astronom menemukan tanda -tanda molekul organik kompleks – prekursor gula dan asam amino – dalam cakram pembentuk planet.
To the point
- Deteksi tentatif pertama molekul prebiotik dalam cakram pembentuk planet: Dalam sistem Young V883 Orionis, pengamatan ALMA telah mengungkapkan tanda tangan senyawa organik kompleks seperti etilen glikol dan glikolonitril – prekursor potensial untuk gula dan asam amino.
- Evolusi kimia dimulai sebelum planet dibentuk: Temuan menunjukkan bahwa cakram protoplanet mewarisi dan lebih lanjut mengembangkan molekul kompleks dari tahap evolusi sebelumnya, daripada membentuknya lagi.
- Bukti untuk proses universal dalam asal molekul biologis: Blok bangunan kehidupan mungkin tidak terbatas pada kondisi lokal tetapi dapat terbentuk secara luas di seluruh alam semesta dalam keadaan yang sesuai.
- Hidup bisa lebih universal daripada yang diperkirakan sebelumnya: probabilitas bahwa prekursor penting dari blok bangunan kehidupan ditemukan di planet yang terbentuk sepenuhnya bisa lebih tinggi. Apakah kehidupan berkembang di sana tergantung pada keadaan eksternal.
Menggunakan array milimeter/submillimeter besar Atacama (ALMA), tim astronom yang dipimpin oleh Abubakar Fadul dari Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) telah menemukan molekul organik yang kompleks – termasuk deteksi tentatif pertama dari prinsip. Senyawa -senyawa ini dianggap sebagai prekursor dari blok bangunan kehidupan. Membandingkan lingkungan kosmik yang berbeda mengungkapkan bahwa kelimpahan dan kompleksitas molekul tersebut meningkat dari daerah pembentuk bintang menjadi sistem planet yang berkembang sepenuhnya. Ini menunjukkan bahwa benih kehidupan dirakit di luar angkasa dan meluas.
Astronom telah menemukan molekul organik kompleks (COM) di berbagai lokasi yang terkait dengan pembentukan planet dan bintang sebelumnya. COM adalah molekul dengan lebih dari lima atom, setidaknya satu di antaranya adalah karbon. Banyak dari mereka dianggap membangun blok kehidupan, seperti asam amino dan asam nukleat atau prekursornya. Penemuan 17 COM dalam cakram protoplanet V883 Orionis, termasuk etilen glikol dan glikolonitril, memberikan potongan puzzle yang telah lama dicari dalam evolusi molekul tersebut antara tahapan yang sebelumnya dan mengikuti pembentukan bintang dan cakram pembentukan planet mereka. Glikolonitril adalah prekursor asam amino glisin dan alanin, serta adenin nukleobase. Temuan diterbitkan di Surat Jurnal Astrofisika Hari ini.
Perakitan molekul prebiotik dimulai di ruang antarbintang
Transisi dari protostar dingin ke bintang muda yang dikelilingi oleh cakram debu dan gas disertai dengan fase kekerasan gas yang terkejut, radiasi intens dan pengusiran gas yang cepat. Proses energik seperti itu dapat menghancurkan sebagian besar kimia kompleks yang dirakit selama tahap sebelumnya. Oleh karena itu, para ilmuwan telah meletakkan apa yang disebut -Resetscenario, di mana sebagian besar senyawa kimia yang diperlukan untuk berevolusi menjadi kehidupan harus direproduksi dalam cakram keadaan sambil membentuk komet, asteroid, dan planet.
Temuan kami menunjuk ke garis lurus pengayaan kimia dan meningkatkan kompleksitas antara awan antarbintang dan sistem planet yang berkembang penuh.
-How, tampaknya sebaliknya adalah benar,-ilmuwan MPIA dan rekan penulis Kamber Schwarz menunjukkan. -Hasil kami menunjukkan bahwa cakram protoplanet mewarisi molekul kompleks dari tahap sebelumnya, dan pembentukan molekul kompleks dapat berlanjut selama tahap cakram protoplanet.
Akibatnya, kondisi yang mendahului proses biologis mungkin tersebar luas daripada dibatasi pada sistem planet individu.
Para astronom telah menemukan molekul organik paling sederhana, seperti metanol, di daerah lebat debu dan gas yang mendahului pembentukan bintang. Dalam kondisi yang menguntungkan, mereka bahkan mungkin mengandung senyawa kompleks yang terdiri dari etilen glikol, salah satu spesies yang sekarang ditemukan di V883 Orionis. -Kami baru-baru ini menemukan etilen glikol dapat terbentuk dengan iradiasi UV etanolamin, sebuah molekul yang baru-baru ini ditemukan di ruang angkasa,-menambahkan Tushar Suhasaria, rekan penulis dan kepala Mpia-S Origins of Life Lab. -Temuan ini mendukung gagasan bahwa etilen glikol dapat terbentuk di lingkungan tersebut tetapi juga pada tahap akhir evolusi molekuler, di mana iradiasi UV dominan.-
Agen yang lebih berevolusi penting untuk biologi, seperti asam amino, gula, dan nukleobase yang membentuk DNA dan RNA, hadir dalam asteroid, meteorit, dan komet dalam tata surya.
Terkubur dalam es – muncul kembali oleh bintang
Reaksi kimia yang mensintesis com tersebut terjadi di bawah kondisi dingin, lebih disukai pada butiran debu es yang kemudian coagulate untuk membentuk benda yang lebih besar. Tersembunyi dalam campuran batu, debu, dan es itu, mereka biasanya tetap tidak terdeteksi. Mengakses molekul -molekul itu hanya dimungkinkan baik dengan menggali untuk mereka dengan probe ruang atau pemanasan eksternal, yang menguap es.
Dalam tata surya, matahari memanaskan komet, menghasilkan ekor gas dan debu yang mengesankan, atau koma, pada dasarnya amplop gas yang mengelilingi inti komet. Dengan cara ini, spektroskopi – diseksi cahaya seperti pelangi – dapat mengambil emisi molekul yang dibebaskan. Sidik jari spektral itu membantu para astronom untuk mengidentifikasi molekul -molekul yang sebelumnya terkubur dalam es.
Proses pemanasan serupa terjadi dalam sistem V883 Orionis. Bintang pusat masih tumbuh dengan mengumpulkan gas dari cakram sekitarnya sampai akhirnya menyalakan api fusi di intinya. Selama periode pertumbuhan itu, gas yang membungkuk memanas dan menghasilkan ledakan radiasi yang intens. -Ledakan ini cukup kuat untuk memanaskan cakram di sekitarnya sejauh lingkungan es, melepaskan bahan kimia yang telah kita deteksi,- jelas Fadul.
Molekul -kompleks, termasuk etilen glikol dan glikolonitril, memancar pada frekuensi radio. Alma sangat cocok untuk mendeteksi sinyal-sinyal itu,- kata Schwarz. Para astronom MPIA dianugerahi akses ke interferometer radio ini melalui European Southern Observatory (ESO), yang mengoperasikannya di Gurun Atacama Chili di ketinggian 5.000 meter. ALMA memungkinkan para astronom untuk menentukan sistem V883 Orionis dan mencari tanda tangan spektral yang samar, yang pada akhirnya mengarah pada deteksi.
Tantangan lebih lanjut di depan
-Semua hasil ini menarik, kami masih belum memisahkan semua tanda tangan yang kami temukan dalam spektrum kami,- kata Schwarz. -Kat data resolusi yang lebih tinggi akan mengkonfirmasi deteksi etilen glikol dan glikolonitril dan bahkan mungkin mengungkapkan bahan kimia yang lebih kompleks yang belum pernah kami identifikasi.-
-Meng mungkin kita juga perlu melihat daerah lain dari spektrum elektromagnetik untuk menemukan molekul yang lebih berevolusi,- Fadul menunjukkan. -WHO TAHU Apa lagi yang mungkin kita temukan?-
Informasi tambahan
Tim MPIA yang terlibat dalam penelitian ini terdiri dari Abubakar Fadul, Kamber Schwarz, dan Tushar Suhasaria.
Peneliti lain adalah Jenny K. Calahan (Pusat Astrofisika – Harvard & Smithsonian, Cambridge, USA), Jane Huang (Departemen Astronomi, Universitas Columbia, New York, AS), dan Merel LR Van -T Hoff (Departemen Fisika dan Astronomi, Universitas Purdue, Lafayette Barat, AS).
Atacama Milimeter Besar/Submillimeter Array (ALMA), sebuah fasilitas astronomi internasional, adalah kemitraan dari Observatorium Selatan Eropa (ESO), Yayasan Sains Nasional AS (NSF) dan Institut Ilmu Pengetahuan Alam (NINS) Nasional Jepang yang bekerja sama dengan Republik Chili. Alma didanai oleh ESO atas nama negara -negara anggotanya, oleh NSF bekerja sama dengan Dewan Penelitian Nasional Kanada (NRC) dan Dewan Sains dan Teknologi Nasional (NSTC) di Taiwan dan oleh kesembilan bekerja sama dengan akademisi Sinica (AS) di Taiwan dan Astronomi Korea dan Institut Ilmu Luar Angkasa (KASI). Konstruksi dan operasi ALMA dipimpin oleh ESO atas nama negara -negara anggotanya; oleh National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dikelola oleh Associated University, Inc. (AUI), atas nama Amerika Utara; dan oleh Observatorium Astronomi Nasional Jepang (NAOJ) atas nama Asia Timur. Observatorium Alma Gabungan (JAO) menyediakan kepemimpinan terpadu dan manajemen konstruksi, commissioning dan operasi ALMA.
