Prebiotische moleculen in protosterren Serpens SMM1-a en IRAS 16293B ontdekt

Een team astronomen van de Amerikaanse Cornell universiteit heeft met behulp van de ALMA-telescoop in Chili enkele essentiële ingrediënten voor leven gevonden bij twee protosterren. Het betreft de prebiotische moleculen ‘methylisocyanaat en ‘glycolonitril’ aangetroffen bij de sterren-in-spé Serpens SMM1-a en IRAS 16293B. De vondst van deze moleculen in een jong, zich vormend systeem betekent dat als die systemen ooit planeten gaan ontwikkelen, en die planeten de juiste omstandigheden voor leven bezitten, er tenminste twee van de essentiële ingrediënten voor de bouwstenen van het leven aanwezig zijn.  Lees verder

Marsmeteoriet bevat vier miljard jaar oude stikstofhoudende organische moleculen

De Allan Hills (ALH) 84001 meteoriet. Credit: Koike et al. (2020) Nature Communications.

Japanse onderzoekers hebben in een meteoriet die van Mars afkomstig is organische moleculen ontdekt die vier miljard jaar oud zijn. Over Marsmeteorieten die sporen van mogelijk voormalig leven bevatten hebben we hier meerdere malen over geschreven en dit is de laatste loot aan die boom. Het gaat om de beroemde Allan Hills (ALH) 84001 meteoriet, die in 1984 in het ijs van Antartica werd ontdekt en die afkomstig is van Mars. De meteoriet bevat oranjekleurige carbonaatmineralen, die 4 miljard jaar geleden zouden zijn bezonken uit zout vloeibaar water op het Marsoppervlak (zie de foto hierboven, met de oranjekleurige bolletjes). Eerdere onderzoeken aan de aanwezigheid van organische moleculen in die mineralen leden aan aardse verontreinigingen van het Zuidpoolijs. Om die kans op aardse verontreiniging dit keer uit te schakelen heeft het ELSI-JAXA team een nieuwe methode toegepast, waarbij zeer dunne plakjes uit de meteoriet konden worden gehaald, die zuiver ‘Martiaans’ waren en die o.a. met de Nitrogen K-edge micro X-ray Absorption Near Edge Structure (?-XANES) spectroscoop konden worden geanalyseerd. Daarbij ontdekte men stikstofhoudende organische moleculen in de carbonaatmineralen, voor ’t eerst dat stikstof werd aangetroffen in de meteoriet – hieronder de uitslag van de metingen.

Credit: Koike et al. (2020) Nature Communications

Het Japanse onderzoeksteam denkt dat de gevonden organische moleculen echt van Mars afkomstig zijn en geen aardse verontreiniging zijn. Men kon ook afleiden dat de hoeveelheid nitraat, dat uit stikstof gevormd kan worden, gering was. Dat betekent dat de omstandigheden op Mars vier miljard jaar geleden weinig oxiderend waren, minder oxiderend dan tegenwoordig. Ook was Mars toen veel natter.

Schematische weergave van de omstandigheden op Mars vier miljard jaar geleden en nu. De oude stikstofhoudende organische moleculen werden ingevangen en lange tijd bewaard in de mineralen. Credit: Koike et al. (2020) Nature Communications

De vraag die nu voorligt en die nog niet beantwoord is luidt waar de organische moleculen vandaan komen. Het zou kunnen zijn dat ze van buiten Mars afkomstig zijn, van kometen of meteorieten, en het zou ook kunnen dat ze op Mars zelf ontstaan zijn. Hier het vakartikel, dat verschenen is in Nature. Bron: Phys.org.

Curiosity heeft organische moleculen op Mars ontdekt – thiofeen

Marsrover Curiosity. Credit: NASA

De Marsrover Curiosity, die al sinds augustus 2012 in de Gale krater op Mars rondtuft, heeft organische moleculen ontdekt! Het gaat om thiofeen, een verbinding die bestaat uit een aromatische ring van vier koolstofatomen en een zwavelatoom. Op aarde komt thiofeen ook voor en wel in steenkool, ruwe aardolie en in… witte truffels – rode draad van alle drie: het heeft te maken met leven (truffels zijn een zwam, steenkool en aardolie zijn een product van vroeger dierlijk leven)! Kortom, deze vondst van Curiosity is belangrijk in de speurtocht naar signalen van (vroeger) microbacterieel leven op Mars. Nou kan dergelijk leven een rol hebben gespeeld in de aanwezigheid van thiofeen, maar het valt niet uit te sluiten dat ook niet-biologische processen thiofeen kunnen opleveren, zoals inslagen van meteoren en door zogeheten thermochemische zwavelreductie, een proces waarbij de temperatuur minstens 120 °C moet bedragen.

Mars, de planeet waar thiofeen gevonden is. Credit: NASA/JPL-Caltech

In het biologische scenario zouden bacteriën ca. drie miljard jaar geleden, toen Mars nog nat en warm was, het thiofeen kunnen hebben geproduceerd door afbraak van zwavel. Juli dit jaar wordt de Europese Rosalind Franklin Marsrover gelanceerd en die zou met z’n Mars Organic Molecule Analyzer (MOMA) meer bewijs hiervoor kunnen leveren. In het tijdschrift Astrobiology verscheen een vakartikel over de ontdekking van thiofeen op Mars. Eerder deze week de vondst van eiwitten in een meteoriet en nu dan van het organische molecuul thiofeen op Mars, een mooie week voor de speurtocht naar buitenaards leven! Bron: Washington State University.

“Ruimte-hamburger” bevat complexe organische moleculen


Polaire straalstroom, schijf en “schijf-atmosfeer” in het protostellaire systeem HH 212. Links zie je een composietopname van de omgeving van HH 212, geschoten door de Very Large Telescope. Rechtsboven wordt ingezoomd op de directe omgeving van de protoster, die met een asteriks wordt aangegeven. Rechtsonder dan de moleculen die door ALMA gedetecteerd zijn. Groen staat voor methanol, blauw staat voor methanethiol en rood staat voor formamide. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Lee et al.

Een internationaal team van onderzoekers hebben gebruik gemaakt van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) om voor het eerst organische moleculen te detecteren in de “atmosfeer” van de accretieschijf rondom een protoster. De moleculen die gevonden zijn vormen belangrijke bouwstenen voor de productie van de complexe organische moleculen die noodzakelijk zijn voor het leven. De ontdekking suggereert dat relatief complexe organische moleculen geproduceerd kunnen worden in de planeetvormende schijf rondom pasgeboren sterren. Dat betekent dat de planeten die vanuit deze schijf ontstaan vrijwel direct voorzien worden van de bouwstenen voor het leven!

De moleculen zijn ontdekt nabij een protoster die als Herbig-Haro 212 door het leven gaat. Deze protoster bevindt zich op een afstand van 1300 lichtjaar en heeft een leeftijd van slechts 40.000 jaar (maar liefst 100.000 keer jonger dan onze zon). De massa van deze ster bedraagt slechts 0,2 zonnemassa’s, maar wordt omgeven door een accretieschijf met een straal van maar liefst 60 AU (oftewel, 60 keer de afstand tussen de aarde en de zon). Deze schijf laat een prominente donkere band zien, waardoor het geheel een beetje doet denken aan een “ruimte-hamburger”.

Tot de gevonden moleculen behoren methanol, methaanthiol en formamide. Deze moleculen worden wel beschouwd als de mogelijke “voorstadia” van biologische moleculen zoals aminozuren en suikers. De proto-organische stoffen zijn vermoedelijk ontstaan aan het oppervlak van ijskorrels en vervolgens dusdanig verhit door de moederster, dat ze zijn verdampt en binnen de gasschijf terecht zijn gekomen. In de toekomst willen de onderzoekers de gevoelige “ogen” van ALMA gebruiken om nog veel meer organische moleculen te detecteren in de omgeving van pasgeboren sterren.

Bron: Academica Sinica

Komeet Lovejoy stoot alcohol en suiker uit: bouwstenen van leven

Komeet Lovejoy op 12 februari 2015 gefotografeerd. Credits: Fabrice Noel

Komeet C/2014 Q2 (Lovejoy) doet z’n naam wel eer aan. Onderzoek door een team van sterrenkundigen onder leiding van Nicolas Biver (Paris Observatory, Frankrijk) laat zien dat in de staart van de komeet onder andere ethyl alcohol en suiker (glycolaldehyde) zijn aangetroffen. In totaal zijn 21 complexe organische moleculen aangetroffen, die allen bouwstenen zijn van leven. Vele van die koolstof bevattende moleculen zijn ook elders aangetroffen, in de stofwolken rondom jonge zonachtige sterren. Op 30 januari 2015 beleefde de komeet z’n perihelium – de dichtste passage langs de zon. Op dat moment stootte de komeetkern zo’n 20 ton water per seconde uit. Een deel van die uitstoot betrof ook alcohol, naar schatting zo’n 500 flessen wijn per seconde – hips! 

De komeet werd op dat moment waargenomen in het microgolf-gebied van het spectrum met de dertig meter IRAM-radiotelescoop in Pico Veleta in de Sierra Nevada bergen in Spanje (zie afbeelding hieronder). Door de energierijke UV-straling van de zon gaan de moleculen in de groen gekleurde staart van de komeet oplichten en dat levert in het genoemde spectrale gebied straling op.

De IRAM radiotelescoop in Spanje. Credit: JuanJaén

De onderzoekers denken dat kometen zoals Lovejoy lang geleden – met name tijdens het Late Heavy Bombardment tussen 4 en 3,8 miljard jaar geleden  – de ingrediënten hebben gebracht, die de bouwstenen vormen voor leven dat hier ontstond. Eerder dit jaar werden ook al organische verbindingen op de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko gevonden. Bron: NASA.

Vorming van organische moleculen en kometen in protoplanetaire schijven

Maria Drozdovskaya gisteravond bij sterrenkundevereniging Chr. Huygens

Gisteravond was Maria Drozdovskaya bij sterrenkundevereniging Chr. Huygens in Papendrecht voor een lezing over ‘ster- en planeetformatie en fysico-chemische modellen rond jonge sterren en protoplanetaire schijven’. De van oorspring Russische Drozdovskaya is een derde jaars-promovendus bij de Sterrewacht Leiden in de groep van Prof. dr. Ewine van Dishoeck en ze heeft al enkele publicaties op haar naam over dit onderwerp. In haar lezing ging het vooral over de vraag hoe organische moleculen, zoals methanol en

Complex organisch molecuul anthraceen ontdekt in interstellaire ruimte

De vondst van anthraceen bij de ster Cernis 52. Credit: Geby Perez + Susana Iglesias-Groth.

Wetenschappers van het Instituto Astrofá­sica de Canarias (IAC) en de Universiteit van Texas zijn er in geslaagd om in de interstellaire ruimte het zeer complexe organische molecuul anthraceen te ontdekken. Ze zagen het molecuul in spectra, gemaakt van een dichte wolk in de richting van de ster Cernis 52, gelegen in de open sterrenhoop IC 348 in het sterrenbeeld Perseus, welke 700 lichtjaren van ons verwijderd is. Het team, welke onder leiding stond van Susana Iglesias Groth, maakte bij z’n waarnemingen gebruik van twee telescopen: de William Herschel Telescoop van het Roque de los Muchachos Observatorium op La Palma (Canarische Eilanden) en met de Hobby-Eberly Telescoop in Texas. Anthraceen is een aromatische koolwaterstof, die eerder alleen in meteorieten werd aangetroffen. Moleculen zoals anthraceen en naphthaleen, welke eerder al werd aangetoond in hetzelfde gebied, zijn prebiotisch zoals ze dat noemen, d.w.z. ze zijn een bouwsteen voor het ontstaan van leven. Stel ze bloot aan ultraviolette straling, water en ammonia en ze zullen aminozuren vormen. Men denkt dat interstellaire moleculaire wolken zoals bij Cernis 52 aan de basis hebben gestaan van het ontstaan van leven. Meer weten over deze ontdekking? Dan moet je dit wetenschappelijke artikel erover lezen. Bron: Royal Astronomical Society.

Opnieuw exoplaneet ontdekt met organische moleculen in de atmosfeer

HD 209458b. Credit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)

Sterrenkundigen hebben voor de tweede keer bij een exoplaneet, een planeet buiten het zonnestelsel, organische moleculen waargenomen in diens atmosfeer. Was het december 2008 bij de exoplaneet genaamd HD 189733b waar kooldioxide, methaan en waterdamp werden aangetroffen, essentiële ingrediënten voor het ontstaan van leven, dit keer is het raak bij de exoplaneet genaamd HD 209458b  [1]Bij deze exoplaneet waren begin 2007 al moleculen gevonden in de atmosfeer, maar die waren niet organisch van aard.. Die laatste is een zogenaamde Hot Jupiter, een groot formaat planeet (‘maatje Jupiter’ dus), die zo dicht bij z’n moederster staan dat ze aan het oppervlak duizenden graden warm is. HD 209458b staat op 153 lichtjaar afstand in Pegasus en hij draait in 3,6 dag om z’n ster. Met behulp van de infraroodsatelliet Spitzer heeft men in die bloedhete atmosfeer van HD 209458b kooldioxide, waterdamp en methaan gevonden. De hoeveelheid kooldioxide en waterdamp was gelijk aan die van HD 189733b, maar het methaan is er meer aanwezig. Dat laatste zou in theorie kúnnen wijzen op een biologische oorsprong, maar in het geval van HD 209458b met z’n oppervlaktetemperatuur van een paar duizend graden lijkt dat niet waarschijnlijk. Het wachten is nu op de vondst van een aardachtige exoplaneet, waar de temperaturen niet zo duizelingwekkend hoog zijn en waar zich organische moleculen in de atmosfeer bevinden. Kepler, doe je best! 😀 Bron: Spitzer.

References[+]

References
1 Bij deze exoplaneet waren begin 2007 al moleculen gevonden in de atmosfeer, maar die waren niet organisch van aard.

Organische moleculen ontdekt buiten zonnestelsel

Credit: Carnegie Instituut

Organische moleculen komen niet alleen op Aarde voor. In kometen heeft men ze ook gezien en ze zijn ook waargenomen in wolken op Titan. Maar nu zijn deze bouwstenen van het leven voor het eerst ook buiten het zonnestelsel ontdekt! Om de ster HR 4796A, 220 lichtjaar van ons vandaan in het sterrenbeeld Centaurus, hebben sterrenkundigen van het Carnegie Instituut met behulp van Hubble’s Near-Infrared Multi-Object Spectrometer een protoplanetaire stofschijf bestudeerd. Conclusie van het onderzoek was dat het rode licht van die schijf voornamelijk afkomstig is van grote organische koolstofmoleculen, die tholinen [1]Van het griekse woord dat ‘modderig’ betekent. Het was Carl Sagan die het woord voor het eerst gebruikte. worden genoemd. Andere mogelijke oorzaken voor de rode kleur, zoals ijzeroxide, worden uitgesloten. Op Aarde komen tholinen niet voor, omdat de zuurstof in de atmosfeer ze direct zou vernietigen, maar elders in het zonnestelsel en nu dus ook daarbuiten komen ze wel voor. Ze bevinden zich het liefst op koude lichamen, zoals kometen. Er zijn onderzoekers die denken dat dergelijke kometen tholinen naar de Aarde brachten en zodoende het leven hier voortbrachten. Wellicht hebben die mensen van Carnegie dus iets waargenomen wat aan de oorsprong ligt van het leven op Aarde zelf. Interessant idee, nietwaar? Zo en nou ga ik es effe wat in huis doen. Straks komt er een zooi mensen hier in huis. Eén of andere verjaardag geloof ik. 🙂 Bron: Carnegie Instituut.

References[+]

References
1 Van het griekse woord dat ‘modderig’ betekent. Het was Carl Sagan die het woord voor het eerst gebruikte.