Σύμφωνα με τις ευρέως αποδεκτές θεωρίες, το Ηλιακό Σύστημα σχηματίστηκε περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν από ένα τεράστιο νέφος σκόνης και αερίου (γνωστός και ως Nebular Theory). Αυτή η διαδικασία ξεκίνησε όταν το νεφέλωμα βίωσε μια βαρυτική κατάρρευση στο κέντρο που έγινε ο Ήλιος μας. Η εναπομένουσα σκόνη και αέριο σχημάτισαν έναν πρωτοπλανητικό δίσκο που (με την πάροδο του χρόνου) προστέθηκε για να σχηματίσει τους πλανήτες.
Ωστόσο, οι επιστήμονες παραμένουν αβέβαιοι για το πότε τα οργανικά μόρια εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στο Ηλιακό μας Σύστημα. Ευτυχώς, μια νέα μελέτη από μια διεθνή ομάδα αστρονόμων μπορεί να βοηθήσει στην απάντηση αυτής της ερώτησης. Χρησιμοποιώντας το Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA), η ομάδα εντόπισε σύνθετα οργανικά μόρια γύρω από το νεαρό αστέρι V883 Ori, το οποίο θα μπορούσε κάποια μέρα να οδηγήσει στην εμφάνιση της ζωής σε αυτό το σύστημα.
Η μελέτη που περιγράφει τα ευρήματά τους εμφανίστηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Φύση Αστρονομία. Όπως δείχνουν στη μελέτη τους, η ομάδα χρησιμοποίησε δεδομένα ALMA για να διακρίνει την παρουσία σύνθετων οργανικών μορίων (COM) γύρω από το V883 Ori - ένα νεαρό αστέρι που βρίσκεται περίπου 1300 έτη φωτός μακριά από τη Γη και περιβάλλεται από έναν πρωτοπλανητικό δίσκο.
Αυτές οι παρατηρήσεις έγιναν δυνατές χάρη στην ξαφνική αύξηση της φωτεινότητας του αστεριού, η οποία οφειλόταν σε μια ριπή ροής υλικού που ρέει από το δίσκο στο αστέρι (αυτό που είναι γνωστό ως έκρηξη τύπου FU Orionis). Αυτή η έκρηξη θερμαίνει τον πρωτοπλανητικό δίσκο και προκάλεσε την τήξη των παγωμένων σωματιδίων, καθώς επίσης ώθησε το όριο της γραμμής Frost του αστεριού.
Μια γραμμή παγετού (γνωστή και ως «γραμμή χιονιού») είναι η περιοχή γύρω από ένα αστέρι όπου οι θερμοκρασίες γίνονται αρκετά χαμηλές ώστε τα πτητικά στοιχεία (νερό, διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, αμμωνία, κ.λπ.) να εξαχθούν για να σχηματίσουν πάγο. Γύρω από τα κανονικά νεαρά αστέρια, οι ακτίνες των Frost Lines είναι περίπου μερικές αστρονομικές μονάδες (AU), αλλά μπορούν να μεγεθυνθούν με έναν παράγοντα σχεδόν 10 γύρω από τα αστέρια που ξεσπάζουν.
Όταν το V883 Ori βίωσε την έκρηξη, προκάλεσε παγωμένα σωματίδια στον πρωτοπλανητικό δίσκο του συστήματος να εξαχθούν και να προκαλέσουν την απελευθέρωση COM. Αυτά περιελάμβαναν μεθανόλη (CH3ΟΗ), ακετόνη (CH3COCH3), ακεταλδεΰδη (CH3CHO), μυρμηκικός μεθυλεστέρας (CH3OCHO) και ακετονιτρίλιο (CH3CN) - μόρια τα οποία, όπως και με άλλες ΚΟΑ, θα μπορούσαν να σχετίζονται με το σχηματισμό της ζωής στα πλανητικά συστήματα.
Όπως εξήγησε ο Jeong-Eun Lee, αστρονόμος με τη Σχολή Διαστημικής Έρευνας του Πανεπιστημίου Kyung Hee και επικεφαλής συγγραφέας σε ένα δελτίο τύπου της ALMA:
«Είναι δύσκολο να απεικονίσεις έναν δίσκο στην κλίμακα μερικών AU με τα τρέχοντα τηλεσκόπια. Ωστόσο, γύρω από ένα αστέρι έκρηξης, ο πάγος λιώνει σε μια ευρύτερη περιοχή του δίσκου και είναι πιο εύκολο να δούμε την κατανομή των μορίων. Μας ενδιαφέρει η διανομή σύνθετων οργανικών μορίων ως δομικών στοιχείων της ζωής. "
Η ανάφλεξη του αστεριού, μαζί με τις ευαίσθητες δυνατότητες απεικόνισης της ALMA, επέτρεψε επίσης στην ερευνητική ομάδα να αποκτήσει τη χωρική κατανομή των παρατηρούμενων ΚΟΑ. Με βάση την ανάλυσή τους, η ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι τα μόρια που ανίχνευσαν είχαν δομή τύπου δακτυλίου με ακτίνα περίπου 60 AU γύρω από το V883 Ori.
Αυτό που ήταν ιδιαίτερα ενδιαφέρον είναι το γεγονός ότι η χημική σύνθεση του δίσκου V883 Ori είναι παρόμοια με αυτή των κομητών στο σύγχρονο ηλιακό σύστημα. Οι κομήτες αποτελούν το επίκεντρο της ερευνητικής προσοχής, καθώς πιστεύεται ότι έπαιξαν ρόλο στην εξάπλωση του νερού και των οργανικών μορίων κατά τις πρώτες μέρες του Ηλιακού Συστήματος.
Αυτοί οι κομήτες πιστεύεται ότι σχηματίστηκαν στα εξωτερικά άκρα του Ηλιακού Συστήματος (το σύγχρονο Oort Cloud) όπου τα οργανικά μόρια περιείχαν πάγο. Εξαιτίας αυτού, η έρευνα για τις χημικές συνθέσεις των πρωτοπλανητικών δίσκων σχετίζεται άμεσα με την έρευνα για τη σύνθεση των κομητών και την προέλευση της ζωής της Γης.
Όπως εξήγησε ο Yuri Aikawa, μέλος της ερευνητικής ομάδας από το Πανεπιστήμιο του Τόκιο:
«Δεδομένου ότι οι βραχώδεις και παγωμένοι πλανήτες είναι κατασκευασμένοι από στερεό υλικό, η χημική σύνθεση των στερεών σε δίσκους έχει ιδιαίτερη σημασία. Μια έκρηξη είναι μια μοναδική ευκαιρία να διερευνήσει φρέσκα υποστρώματα, και συνεπώς τη σύνθεση των στερεών. "
Οι ευκαιρίες να παρατηρήσετε εκρήξεις είναι μάλλον σπάνιες, καθώς διαρκούν μόνο 100 χρόνια περίπου. Ωστόσο, νεαρά αστέρια με ένα ευρύ φάσμα ηλικιών είναι γνωστό ότι βιώνουν εκρήξεις FU Ori, οπότε οι αστρονόμοι αναμένουν να είναι σε θέση να παρακολουθούν περισσότερα από αυτά τα γεγονότα στο μέλλον - και στη διαδικασία, καθορίζουν τις χημικές συνθέσεις περισσότερων πρωτοπλανητικών δίσκων.
Αυτή η έρευνα δεν θα βελτιώσει μόνο την κατανόησή μας για τη χημική σύνθεση των παγωμένων που αναπτύσσεται γύρω από νεαρά αστέρια. Θα βελτιώσει επίσης την κατανόησή μας για το πώς τα οργανικά μόρια εξελίχθηκαν μεταξύ της γέννησης του Ηλιακού μας Συστήματος και σήμερα, το οποίο θα αποκαλύψει πολλά πράγματα για την προέλευση της ίδιας της ζωής!
