22 augustus 2019

Het wemelt van de complexe moleculen in de planeetvormende schijf rond V883 Orionis

De achtergrond is een ALMA-opname van het stof in de schijf rond V883 Orionis. Aan de linkerkant is een artistieke impressie te zien van met ijs bedekte stofdeeltjes in de koudere buitenste delen van de schijf. De organische moleculen die in het ijs vormen, zoals bijvoorbeeld methanol, kunnen niet met ALMA waargenomen worden zolang ze gevangen zitten in het ijs. De afbeelding aan de rechterkant laat het warme binnenste gedeelte van de schijf zien waar de temperatuur hoog genoeg is om het ijs te laten verdampen en de organische moleculen vrij te laten. Deze vrije moleculen kan ALMA wel waarnemen, zoals te zien is in het spectrum onderaan. De hoge pieken geven de aanwezigheid van moleculen aan. Welke moleculen we zien hangt af van waar de piek zich bevindt in het spectrum. Credit: M van ’t Hoff.

Een onderzoeksteam onder leiding van de Leidse promovenda Merel van ‘t Hoff heeft in de planeetvormende schijf rond V883 Orionis naast methanol onder andere aceetaldehyde (CH3CHO, een stof die ook voorkomt in rijp fruit) en methylformiaat (CH3OCHO), waargenomen. Dit resultaat is bevestigd in een onafhankelijke studie en geaccepteerd voor publicatie in Astrophysical Journal Letters.

De ontdekking, gedaan met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Noord-Chili, is van belang in de zoektocht naar de wijze waarop bouwstenen van leven in de ruimte worden gevormd en uiteindelijk op planeten terecht komen. Het resultaat is een belangrijke stap in dit proces omdat het laat zien dat het materiaal waaruit planeten op dit moment worden gevormd worden rijk is aan organische moleculen.

V883 Orionis is geen doorsnee ster. Hoewel hij maar een klein beetje zwaarder is dan onze zon, straalt hij meer dan 400 keer zo veel energie uit en is daardoor veel helderder en heter. Plotselinge helderheidsuitbarstingen zoals die van V883 Orionis ontstaan wanneer grote hoeveelheden materiaal vanuit de omringende schijf op het oppervlak van de ster belanden.

Planeten ontstaan uit gas en stof dat in een schijf rond zo’n jonge ster draait. Zulke schijven worden daarom ‘protoplanetaire’ schijven genoemd. Normaal gesproken is de temperatuur in het grootste gedeelte van de schijf zo laag dat de meeste moleculen, waaronder bijvoorbeeld water, methaan en koolstofmonoxide, vastvriezen aan de stofdeeltjes. Welke moleculen in zo’n ijslaag aanwezig zijn is dan heel moeilijk vast te stellen. Tot nu toe waren er daarom maar twee complexe organische moleculen ontdekt in protoplanetaire schijven: acetonitril (CH3CN, een naar amandelen ruikende stof) en methanol (CH3OH).

ALMA-opname van de protoplanetaire schijf rond V883 Orionis

Maar de tijdelijke energie-uitbarsting van V883 Orionis heeft het binnenste gedeelte van de schijf opgewarmd, waardoor de ijslaag op de stofdeeltjes is verdampt. De vrijgekomen moleculen stralen licht uit in het millimetergebied van het elektromagnetisch spectrum en dat is precies het gebied waar ALMA gevoelig is. Door het opgevangen licht uiteen te splitsen in de samenstellende kleuren kan ALMA bepalen welke moleculen aanwezig zijn. Elk molecuul zendt immers licht uit met een karakteristieke golflengte, ofwel kleur.

De uitbarsting van V883 Orionis stelde de astronomen voor de eerste keer in staat om de chemische diversiteit te bestuderen in een planeetvormende schijf. Ze vonden onder andere aceetaldehyde (CH3CHO, een stof die ook voorkomt in rijp fruit) en methylformiaat (CH3OCHO) in de schijf rond V883 Orionis.

ALMA in Chili. Credit: ESO.

Als V883 Orionis terugkeert naar z’n normale helderheid (niemand weet wanneer dit zal gebeuren) zullen de organische moleculen weer aan de stofdeeltjes vastvriezen. Sommige van deze met ijs bedekte stofdeeltjes zullen kometen vormen, die kunnen inslaan op jonge planeten. De bij zo’n inslag vrijkomende organische moleculen kunnen dan mogelijk bijdragen aan het ontstaan van leven.

Vervolgstudies zullen aantonen of er nog complexere verbindingen aanwezig zijn in de schijf rond V883 Orionis. Eenvoudige biomoleculen zoals het aminozuur glycine zijn al ontdekt in kometen. Astronomen hopen nu de vraag te beantwoorden of deze moleculen al aanwezig zijn voordat planeten worden gevormd. “V883 Orionis is hiervoor een uniek laboratorium,” aldus Van ’t Hoff. Bron: Astronomie.nl.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.