Poznajemy składniki „pierwotnej zupy”
Jak na razie Ziemia pozostaje jedynym ciałem niebieskim, o którym wiemy, że istnieje na nim życie. Lepsze poznanie chemii wczesnego Układu Słonecznego może pomóc nam zrozumieć, co czyni naszą planetę wyjątkową, a także gdzie powinniśmy szukać innych form życia. Zespół finansowanego przez UE projektu S4F przyjrzał się młodym gwiazdom, aby poznać chemię wczesnego Układu Słonecznego. „Podstawę naszych dociekaj stanowi pytanie, jak powstają planety poza naszym Układem Słonecznym i czy na którejś z nich może powstać życie”, mówi koordynator projektu Jes Jørgensen. „Widzimy regiony kosmosu, w których występuje bogactwo złożonych cząsteczek organicznych, i chcemy ustalić, czy są one dziedziczone przez systemy protoplanetarne”.
Linie spektralne
Aby odpowiedzieć na te pytania, jego zespół pracujący w Instytucie Nielsa Bohra postanowił wykorzystać teleskop Atacama Large Millimetre Array (ALMA) w Chile. Teleskop ten umożliwia obserwację określonych długości fal światła emitowanego przez cząsteczki obracające się i drgające w przestrzeni kosmicznej. Chociaż 90 % ośrodka międzygwiazdowego stanowi wodór, znajduje się w nim również węgiel, azot i tlen. „Każda cząsteczka ma charakterystyczną dla siebie sygnaturę, którą można przyporządkować do wyników pomiarów prowadzonych w ziemskich laboratoriach”, tłumaczy Jørgensen. „W gęstym regionie obłoku gazowego, który zapada się, tworząc gwiazdę, zachodzą złożone procesy chemiczne, a pierwiastki te osiadają na ziarnach pyłu i formują bardziej złożone związki”. Zespół wykorzystał teleskop ALMA do obserwacji i zbadania ciepłego gazu w pobliżu młodych protogwiazd – gaz ten może ostatecznie przekształcić się w gwiazdy i planety, takie jak te znajdujące się w naszym Układzie Słonecznym. Dzięki tym obserwacjom uzyskano kompletny obraz występujących tam cząsteczek. Zidentyfikowano zarówno proste związki, takie jak woda, jak i cząsteczki organiczne zbudowane z 10–12 atomów, które mogą być międzygwiezdnym budulcem molekuł istotnych biologicznie. „Jesteśmy w stanie zobaczyć, jakie cząsteczki występują na danym obszarze i w jakich ilościach, a tym samym uzyskać wgląd w to, jak powstają”, dodaje Jørgensen.
Kapsuła czasu
Projekt otrzymał wsparcie od Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych. „Dzięki temu mogliśmy pracować z dużymi zbiorami danych. Ich analiza i zrozumienie wymagało dużego wysiłku ze strony całego zespołu”, mówi Jørgensen. „Nie byłoby to możliwe bez dofinansowania ze środków unijnych”. Dane zebrane przez Jørgensena i jego zespół porównano z informacjami na temat komety 67P uzyskanymi podczas misji Rosetta ESA. Dzięki nim Jørgensen mógł zobaczyć, jak podobna była chemia wczesnego Układu Słonecznego do badanych protogwiazd. „Stopień zachowania składu chemicznego okazał się zaskakujący”, mówi. „Można wykazać, że obraz chemii wczesnych faz i cały proces fizyczny formowania się Układu Słonecznego są bezpośrednio odciśnięte na jego współczesnej postaci”. Prace ta powinny pozwolić naukowcom na oszacowanie chemii egzoplanet na podstawie materiału obserwowanego w stadium protogwiazd w podobnych układach. Zespół bada teraz większą próbę, przyglądając się gwiazdom z różnych środowisk i zastanawiając się, czy nasze Słońce uformowało się w izolacji, czy jako część gromady gwiazd. „Wszystkie te czynniki mogą wpływać na skład chemiczny i mogą być dziedziczone przez nasz Układ Słoneczny oraz inne układy planetarne”, tłumaczy Jørgensen.
Słowa kluczowe
S4F, chemia, układ słoneczny, woda, węgiel, azot, protogwiazdy, ALMA, drgania, cząsteczki, życie