Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Istnienie związków organicznych w przestrzeni międzygwiazdowej znane było od dawna – już w latach 30. XX wieku odkryto tam rodnik metinowy CH (metylidyn). Jest on bardzo reaktywny, więc może istnieć tylko w obszarach, gdzie gęstość ośrodka jest bardzo niska, a zatem zderzenia między cząsteczkami – rzadkie. Później odkrywano: cyjan (CN), formaldehyd, wodę, a nawet alkohol etylowy. W czasach znacznie nam bliższych (od początku obecnej dekady) zaczęto odkrywać znacznie bardziej złożone związki organiczne: wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, fulereny czy wreszcie w 2012 – glikoaldehyd. Ten ostatni jest szczególnie ważny dla zrozumienia szczegółów pochodzenia życia, gdyż jest krokiem pośrednim szlaku reakcji wiodących od prostego aldehydu metylowego do rybozy – podstawowego składnika RNA. Wszystko to jednak dotyczyło – w większości ośrodka międzygwiezdnego.

Teraz jednak odkrycie dotyczy obszaru formowania się planet wokół młodej gwiazdy o nazwie katalogowej MWC 480 (numer kolejny w katalogu obserwatorium na Mount Wilson). Znajdująca się w gwiazdozbiorze Byka (Taurus) i oddalona od Ziemi o 455 lat świetlnych gwiazda MWC 480 ma masę ok. dwukrotnie większą od masy Słońca i świeci od niego dziesięciokrotnie jaśniej. Liczy sobie ok. miliona lat, jest więc bardzo młoda (wiek Słońca i Układu Słonecznego to ok. 4,6 miliarda lat), a w otaczającym ją dysku nie odkryto jeszcze śladów powstawania planet.

Zespół pracujący pod kierownictwem Karin Öberg z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics w stanie Massachusetts odkrył wokół MWC 480 cyjanometan (acetonitryl, wzór chemiczny CH₃CN) w ilości, która wystarczyłaby na wypełnienie wszystkich ziemskich oceanów.

Ku zaskoczeniu badaczy, delikatne cząsteczki organiczne znalezione wokół młodej gwiazdy o nazwie MWC 480 nie tylko przetrwały gwałtowne – jak się spodziewamy – procesy towarzyszące formowaniu się układów planetarnych, ale występują też w całkiem sporych ilościach. Cyjanki uważa się za niezbędne dla istnienia życia, gdyż występujące w nich wiązania węglowo-azotowe są szczególnie ważne w strukturze aminokwasów, które z kolei są podstawowym budulcem białek.

We wczesnym stadium tworzenia się Układu Słonecznego planety były nieustannie bombardowane przez lodowe bryły komet. Uważa się, że to właśnie w ten sposób Ziemia została wzbogacona w wodę oraz inne składniki organiczne, co było kluczowe dla zapoczątkowania na Ziemi życia w formie, którą znamy obecnie.

Prace zespołu prof. Öberg wskazują na obecność cyjanków w otoczeniu gwiazdy MWC 480 w odległościach 30–100 razy przewyższających odległość Ziemi od Słońca. Rozumując przez analogię, odpowiada to odległościom tzw. pasa Kuipera, w którym przebywają trans-Neptunowe małe planety, stamtąd pochodzą też komety krótkookresowe. Nie wykluczone zatem, że w trakcie dalszej ewolucji układu planetarnego MWC 480, cyjanki wmrożone w lodowe bryły komet zostaną przeniesione na powstałe tam planety i znajdą się w warunkach sprzyjających powstaniu życia.

– Najbardziej fascynujący jest kontekst tego odkrycia – mówi prof. Geoffrey Blake z California Institute of Technology. – Z misji satelity Kepler oraz z innych niezależnych badań dowiedzieliśmy się, że układy planetarne wokół innych gwiazd są powszechne. Z badań takich, jak to omawiane, wiemy, że kluczowe związki organiczne niezbędne do powstania życia są również uniwersalnie obecne w młodych układach planetarnych.

Wykrycie cyjanków wokół MWC 480 możliwe było dzięki nadzwyczajnej czułości radioteleskopów wchodzącym w skład największego w świecie interferometru radiowego ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) zbudowanego w Chile w pobliżu pustyni Atacama.

Na podstawie artykułu: „Basic Ingredients for Life Found Around Distant Star” (portal Space.com).

Konsultacja naukowa: prof. dr. hab Marek Biesiada z Zakładu Astrofizyki i Kosmologii w Instytucie Fizyki im. Augusta Chełkowskiego Uniwersytetu Śląskiego.