Ifølge vidt accepterede teorier dannede solsystemet for ca. 4,6 milliarder år siden fra en massiv sky af støv og gas (også kendt som Nebular Theory). Denne proces begyndte, da tågen oplevede en tyngdepunktkollaps i midten, der blev vores sol. Det resterende støv og gas dannede en protoplanetær disk, der (med tiden) hævede sig til dannelse af planeterne.
Forskere er dog stadig usikre på, hvornår organiske molekyler først optrådte i vores solsystem. Heldigvis kan en ny undersøgelse fra et internationalt team af astronomer muligvis hjælpe med at besvare dette spørgsmål. Ved hjælp af Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA) opdagede teamet komplekse organiske molekyler omkring den unge stjerne V883 Ori, som en dag kunne føre til livets opståen i dette system.
Undersøgelsen, der beskriver deres fund for nylig, blev vist i det videnskabelige tidsskrift Naturastronomi. Som de viser i deres undersøgelse, anvendte teamet ALMA-data til at skelne tilstedeværelsen af komplekse organiske molekyler (COM) omkring V883 Ori - en ung stjerne beliggende omkring 1300 lysår væk fra Jorden, der er omgivet af en protoplanetær disk.
Disse iagttagelser blev muliggjort takket være en pludselig stigning i stjernens lysstyrke, som skyldtes en sprængende torrent af materiale, der løb fra disken til stjernen (hvad der er kendt som et udbrud af FU Orionis). Dette udbrud opvarmede den protoplanetære disk og fik iskolde partikler til at smelte samt skubbede grænsen for stjernens "Frost Line" markant ud.
En frostlinje (også kaldet "Snow Line") er regionen omkring en stjerne, hvor temperaturerne bliver lave nok til at flygtige elementer (vand, kuldioxid, metan, ammoniak osv.) Sublimerer til at danne is. Omkring normale unge stjerner er Frost Lines-radier omkring nogle få astronomiske enheder (AU), men kan forstørres med en faktor på næsten 10 omkring bursting-stjerner.
Da V883 Ori oplevede sit udbrud, fik det iskolde partikler i systemets protoplanetære disk til at sublimere og udløse frigivelsen af COM'er. Disse inkluderede methanol (CH3OH), acetone (CH3COCH3acetaldehyd (CH3CHO), methylformiat (CH3OCHO) og acetonitril (CH3CN) - molekyler, som ligesom med andre COM'er kan relateres til dannelsen af liv i planetariske systemer.
Som Jeong-Eun Lee, en astronom ved Kyung Hee University's School of Space Research og hovedforfatter på papiret, forklarede i en pressemeddelelse fra ALMA:
”Det er vanskeligt at afbilde en disk i skalaen fra et par AU med aktuelle teleskoper. Imidlertid smelter is omkring en udbrudstjerne i et bredere område af disken, og det er lettere at se fordelingen af molekyler. Vi er interesseret i distributionen af komplekse organiske molekyler som livets byggesten. ”
Opblussen af stjernen sammen med ALMAs følsomme billeddannelsesfunktioner gjorde det også muligt for forskerteamet at opnå den rumlige fordeling af de observerede COM'er. Baseret på deres analyse konkluderede teamet, at molekylerne, de detekterede, havde en ringlignende struktur med en radius på ca. 60 AU'er omkring V883 Ori.
Det, der var specielt interessant, er det faktum, at den kemiske sammensætning af V883 Ori's disk svarer til kometen i det moderne solsystem. Kometer er i fokus for betydelig forsknings opmærksomhed, da de menes at have spillet en rolle i spredningen af vand og organiske molekyler i de tidlige dage af solsystemet.
Disse kometer menes at have dannet sig i det ydre rækkevidde af solsystemet (den moderne Oort Cloud), hvor organiske molekyler blev indeholdt i is. På grund af dette er forskning i de kemiske sammensætninger af protoplanetære diske direkte relateret til forskning i kometernes sammensætning og jordens oprindelse.
Som Yuri Aikawa, et medlem af forskerteamet fra University of Tokyo, forklarede:
”Da stenede og iskolde planeter er lavet af fast materiale, er den kemiske sammensætning af faste stoffer i diske af særlig betydning. Et udbrud er en unik chance for at undersøge friske sublimater og dermed sammensætningen af faste stoffer. ”
Mulighederne for at observere udbrud er temmelig sjældne, da de kun varer i 100 år eller deromkring. Imidlertid er det kendt at unge stjerner med en lang række aldre oplever FU Ori-burst, så astronomer forventer at være i stand til at være vidne til flere af disse begivenheder i fremtiden - og i processen bestemme de kemiske sammensætninger af flere protoplanetære diske.
Denne forskning vil ikke kun forbedre vores forståelse af den kemiske sammensætning af is, der udvikler sig omkring unge stjerner. Det vil også forbedre vores forståelse af, hvordan organiske molekyler udviklede sig mellem fødslen af vores solsystem og i dag, hvilket vil afsløre mange ting om selve livets oprindelse!
