ALMA prvi put otkrila potpuno deuterirani metanol u području gdje nastaju planeti

U područjima gdje se rađaju zvijezde već se nalazi iznenađujuće složen kemijski materijal. Nova opažanja teleskopa ALMA pokazala su da se u blizini vrlo mladih zvijezda može pronaći i rijedak oblik metanola, organske molekule koja može sudjelovati u stvaranju još složenijih kemijskih spojeva. Astronomi su prvi put u svemiru detektirali potpuno deuterirani metanol.

Opažanje je dio velikog programa COMPASS, koji pomoću ALMA-e sustavno proučava kemijski sastav jedanaest mladih zvijezda sličnih Suncu. Te zvijezde još su ugrađene u oblake plina i prašine iz kojih će s vremenom nastati planetarni sustavi. Program je zahtijevao više od stotinu sati promatranja, jer se molekule prepoznaju po vrlo slabim spektralnim tragovima.

Metanol je najjednostavniji alkohol, ali njegova uloga u svemirskoj kemiji mnogo je šira od svakodnevne asocijacije na alkohol. Može poslužiti kao početni materijal za nastanak većih organskih molekula. Ako takvi spojevi prežive put od međuzvjezdanog oblaka do planetarnog diska, mogu postati dio kemijskog inventara novonastalih planeta.

Posebno otkriće odnosi se na CD3OD, potpuno deuterirani oblik metanola. U njemu su svi atomi običnog vodika zamijenjeni deuterijem, težim oblikom vodika koji u jezgri ima dodatni neutron. Molekula je pronađena oko mlade protozvijezde IRAS 4A2 u području Perzejeva molekularnog oblaka, udaljenom približno tisuću svjetlosnih godina.

Astronomi su osim toga otkrili da se metanolni maseri pojavljuju oko više od polovice proučavanih mladih zvijezda. Maser je prirodni radioizvor u kojem molekule pojačavaju zračenje na specifičnoj frekvenciji. Takvi signali mogu poslužiti kao svjetionici koji istraživačima otkrivaju gdje se određeni kemijski spojevi nalaze i kako se kreću u turbulentnom području nastanka zvijezde.

Otkriće ne znači da je pronađen dokaz života. Metanol i srodne organske molekule mogu nastati i bez biologije, kroz kemijske reakcije na ledenim zrncima i u oblacima plina. Njihova prisutnost govori da su u planetarnim sustavima dostupni složeni sastojci, ali ne i da je na nekom planetu već nastao život.

Vrijednost rezultata je u tome što omogućuje usporedbu različitih mladih sustava. Istraživači žele utvrditi razlikuju li se kemijski sastojci zbog mjesta gdje je zvijezda rođena ili zbog njezine faze razvoja. Ako se isti spojevi pojavljuju u različitim okolišima, možda su dio općeg kemijskog procesa koji prati nastanak zvijezda i planeta.

ALMA je za ovaj zadatak posebno prikladna jer kombinira signale velikog broja antena i omogućuje vrlo detaljno mapiranje molekula. Astronomi mogu promatrati ne samo da je spoj prisutan, nego i u kojem se dijelu sustava nalazi. To je ključno za razumijevanje prelaze li organske molekule iz međuzvjezdanog oblaka u disk iz kojega će nastati planeti.

Ovo je tek početak obrade podataka programa COMPASS. Objavljeni su prvi radovi, ali velik dio prikupljenog materijala tek treba analizirati. U nastavku istraživanja znanstvenici očekuju nove podatke o drugim molekulama i njihovu rasporedu oko različitih protozvijezda.

Najzanimljivija poruka nije da se u svemiru nalazi „alkohol“, nego da kemija planetarnih sustava počinje prije nego što planet uopće postoji. Svijetovi koji će se jednog dana formirati oko mladih zvijezda možda nasljeđuju dio molekularne složenosti iz oblaka koji su prethodili njihovu rođenju.