Astronomky nalezly dosud největší molekulu v protoplanetárním disku

Tým z Laidenské observatoře v Nizozemí zaznamenal dimethylether v disku hmoty, ve kterém probíhá formování planet. Sloučeninu tvoří devět atomů a jde tak o největší molekulu, jaká byla dosud v discích tohoto typu identifikována. Z chemického hlediska se jedná o prekurzor větších organických molekul, které by mohly stát na počátku vývoje života.

Základní stavební kameny

Látky byly objeveny v protoplanetárním disku kolem hvězdy IRS 48 (Oph-IRS 48) pomocí radioteleskopu ALMA. IRS 48 leží asi 444 světelných let od nás a v souhvězdí Hadonoše. V nedávné době se tato hvězda stala objektem řady studií, protože v jejím disku se nachází asymetrický útvar (tvarem připomínající kešu oříšek) označovaný jako „prachová past“. Struktura se pravděpodobně zformovala působením mladé planety nebo hvězdného souputníka ležícího mezi centrální hvězdou a prachovou pastí. V oblasti je zachyceno značné množství milimetrových částic prachu, které se mohou dále spojovat a narůst do podoby kilometrových objektů – komet, planetek a potenciálně až planet.

Dimethylether (také methoxymethan, CH₃OCH₃) je organická látka, kterou běžně pozorujeme v oblacích s probíhající tvorbou hvězd. Dosud ale nebyla objevena v disku hmoty, ve kterém vznikají planety. Kromě toho se pravděpodobně podařilo zachytit také methylformiát (methylester kyseliny mravenčí, HCOOCH₃), sloučeninu s molekulou podobnou dimethyletheru, která rovněž patří ke stavebním kamenům složitějších organických látek. 

Předpokládá se, že řada složitých organických molekul, jako například dimethylether, vzniká v oblacích hmoty dokonce předtím, než se v nich začnou tvořit nové hvězdy. V tomto mimořádně chladném prostředí atomy a jednoduché molekuly jako oxid uhelnatý (CO) ulpívají na povrchu prachových zrn a vytvářejí ledový povrch. Zde pak probíhají chemické reakce, při kterých mohou vznikat složitější látky.

Jak se nedávno ukázalo, prachová past v systému IRS 48 je také rezervoárem ledu. Vyskytují se zde prachové částice pokryté ledem bohatým na složité organické molekuly. A právě v této oblasti disku byly pomocí ALMA nalezeny známky přítomnosti dimethyletheru. Při ohřevu částic zářením hvězdy dochází k sublimaci ledu na plyn, vzniklé molekuly jsou uvolněny a stanou se detekovatelnými.

Objev dimethyletheru naznačuje, že řada dalších složitých molekul běžně detekovaných v oblastech s probíhající tvorbou hvězd by se mohla ukrývat také na ledových objektech v protoplanetárních discích. Tyto molekuly jsou prekurzory prebiotických molekul jako například aminokyselin a cukrů, které patří k základním stavebním kamenům života.

TIP: Mladé hvězdy obklopují ohromná množství organických látek

Budoucí výzkum hvězdy IRS 48 pomocí dalekohledu ELT (Extremely Large Telescope), který je budován v Chile a měl by zahájit vědeckou činnost ve druhé polovině tohoto desetiletí, umožní zkoumat chemii těch nejvnitřnějších oblastí tohoto disku, kde by se mohly utvářet planety podobné Zemi.