Sæt niðurstaða ALMA
Byggingareiningar lífs finnast umhverfis unga stjörnu
Sævar Helgi Bragason
29. ágú. 2012
Fréttir
Stjörnufræðingar hafa fundið sykursameindir umhverfis unga stjörnu sem líkist sólinni okkar
Hópur stjörnufræðinga sem notaði Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hefur fundið sykursameindir í gasþoku í kringum unga stjörnu sem líkist sólinni okkar. Þetta er í fyrsta sinn sem sykur finnst í geimnum umhverfis slíka stjörnu. Uppgötvunin sýnir að byggingareiningar lífs eru á réttum stað á réttum tíma til þess að reikistjörnur, sem eru að myndast í kringum stjörnuna, geti innihaldið þær.
Stjörnufræðingarnir fundu glýkólaldehýð, einfalt form af sykri [1], í gasþoku í kringum ungt tvístirni sem er álíka massamikið og sólin og kallast IRAS 16293-2422. Glýkólaldehýð hefur áður sést í geimnum [2] en þetta er í fyrsta sinn sem það hefur fundist svo nálægt stjörnu sem líkist sólinni okkar, í sambærilegri fjarlægð frá móðurstjörnunni og Úranus er frá sólinni í sólkerfinu okkar. Uppgötvunin sýnir að ýmis efnasambönd sem eru lífi nauðsynleg, eru til staðar í kerfinu á þeim tíma þegar reikistjörnur eru að mótast [3].
„Í gas- og rykskífunni í kringum þessa nýmynduðu stjörnu fundum við glýkóaldehýð, einfalt form af sykursameind sem er ekki svo ólík sykrinum sem við setjum í kaffið okkar“ segir Jes Jørgensen (Niels Bohr stofnunina í Danmörku), aðalhöfundur greinar um rannsóknina. „Þessi sameind er eitt af hráefnunum í myndun RNA sem, eins og DNA sameindin sem hún er skyld, er ein af byggingareiningum lífsins.“
Þau miklu greinigæði sem ALMA hefur, meira að segja á stystu og erfiðustu bylgjulengdunum, voru lykillinn að mælingunum. Röðin var einungis að hluta tilbúin þegar mælingarnar voru gerðar á því stigi í smíði sjónaukans sem kallast vísindaleg prófun [4].
„Það sem er virkilega spennandi við niðurstöður okkar, er að mælingar ALMA sýna að sykursameindirnar eru að falla inn í átt að annarri stjörnunni í kerfinu“ segir Cécile Facre (Árósarháskóla í Danmörku), meðlimur í hópnum. „Sykursameindirnar eru ekki aðeins á réttum stað til að falla á reikistjörnu, heldur stefna þær í rétta átt.“
Gas- og rykský sem falla saman og mynda nýjar stjörnur eru mjög köld [5] svo margar gastegundir frjósa saman við rykagnir, bindast við þær og mynda flóknari sameindir. Þegar stjarna hefur myndast í miðju gas- og rykskýs sem snýst, hitar hún umhverfið sitt svo efnafræðilega flóknar sameindir rjúka burt og mynda gastegundir sem gefa frá sér einkennisgeislun á útvarpssviðinu sem hægt er að kortleggja með öflugum útvarpssjónaukum á borð við ALMA.
IRAS 16293-2422 er í um 400 ljósára fjarlægð frá jörðinni og því tiltölulega nálægt okkur. Þetta tvístirnakerfi er þar af leiðandi fyrirtaks viðfangsefni stjörnufræðinga sem rannsaka sameindir og efnafræði umhverfis ungar stjörnur. Með því að færa sér í nyt getu nýrra kynslóða sjónauka eins og ALMA geta stjörnufræðingar nú rannsakað innviði gas- og rykskýja, þar sem sólkerfi eru í mótun, í smáatriðum.
„Stóra spurningin er: Hversu flóknar geta þessar sameindir orðið áður en þær renna saman við nýjar reikistjörnur? Svör við þessari spurningu gæti sagt okkur eitthvað um hvernig líf kviknar annars staðar en mælingar ALMA verða lykillinn að lausn þessarar ráðgátu“segir Jes Jørgensen að lokum.
Sagt er frá þessari rannsókn í grein sem birtist í tímaritinu Astrophysical Journal Letters.
ALMA er samstarfsverkefni Evrópu, Norður Ameríku og Austur Asíu í samvinnu við Chile. Í Evrópu er verkefnið fjármagnað af ESO, í Norður Ameríku af National Science Foundation (NSF) í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og í Austur Asíu af National Insitutes of Natural Sciences (NINS) í Japan í samstarfi við Academia Sinica (AS) í Taívan. ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd Evrópu en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).
Skýringar
[1] Sykur er algengt heiti á ýmsum litlum kolvetnissamböndum (sameindum sem innihalda kolefni, vetni og súrefni, venjulega í 2:1 atómhlutfalli vetni:súrefni eins og í vatni). Efnaformúla glýkólaldehýðs er C2H4O2. Sykurinn sem við notum venjulega í matvæli og drykki er súkrósi sem er stærri sameind en glýkólaldehýðs og annað dæmi um þessa tegund efnasambanda.
[2] Glýkólaldehýð hefur fundist á tveimur í stöðum í geimnum hingað til. Fyrst í átt að skýinu Sgr B2, sem er í átt að miðju vetrarbrautarinnar, með 12 metra sjónauka National Science Foundation (NSF) í Kitt Peak í Bandaríkjunum árið 2000 og meðRobert C. Byrd Green Bank sjónauka NSF (einnig í Bandaríkjunum) árið 2004 og í heita, hámassa sameindakjarnanum G31.41+0.31 með IRAM Plateau de Bure víxlmælinum í Frakklandi árið 2008.
[3] Nákvæmar mælingar á einkennisgeislun glýkólaldehýðs á útvarpssviðinu, sem gerðar voru í tilraunastofum, voru nauðsynlegar svo stjörnufræðingarnir gætu greint sameindina í geimnum. Fyrir utan glýkólaldehýðs er vitað að við IRAS 16293-2422 eru einnig fjölmargar aðrar flóknar lífrænar sameindir eins og etýlen glýkol, metýl format og etanól.
[4] Fyrstu mælingar með röðinni hálfkláraðri voru gerðar árið 2011 (sjá eso1137). Bæði fyrir og eftir þær, voru gerðar aðrar mælingar, svokallaðar vísindaprófanir, til að sýna fram á að ALMA er fær um að afla gagna í miklum gæðum. Þessi gögn hafa verið gerð opinber. Gögnin sem notuð voru fyrir þessa rannsókn var að hluta til aflað við þessar prófanir. Smíði ALMA lýkur árið 2013 þegar 66 loftnet verða starfhæf að fullu.
[5] Þessi ský eru venjulega í kringum 10 gráður yfir alkuli: Um –263 gráður á Celsíus.
Frekari upplýsingar
Sagt er frá þessari rannsókn í greininni „Detection of the simplest sugar, glycoaldehyde, in a solar-type protostar with ALMA“ eftir Jørgensen et al. sem birtist í Astrophysical Journal Letters.
Í rannsóknarteyminu eru Jes K. Jørgensen (Kaupmannahafnarháskóla í Danmörku), Cécile Favre (Árósarháskóla í Danmörku), Suzanne E. Bisschop (Kaupmannahafnarháskóla), Tyler L. Bourke (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics í Cambridge í Bandaríkjunum), Ewine F. van Dishoeck (Leiden Observatory í Hollandi; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik í Garching í Þýskalandi) og Markus Schmalzl (Leiden Observatory).
Árið 2012 fagnar European Southern Observatory (ESO), stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, fimmtíu ára afmæli sínu. ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 40 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tenglar
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: [email protected]
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1234.
Tengdar myndir
Á myndinni sést Ró Ophiuchi stjörnumyndunarsvæðið í innrauðu ljósi eins og það kemur Wide-field Infrared Explorer (WISE) gervitungli NASA fyrir sjónir. IRAS 16293-2422 er rauða fyrirbærið í miðju litla ferhyrningsins. Innfelda myndin er teikning af glýkólaldehýðssameindum og sýnir sameindabyggingu þess (C2H4O2). Kolefnisatóm eru sýnd grá, súrefnisatóm rauð og vetnisatóm hvít. Mynd: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Calçada (ESO) & NASA/JPL-Caltech/WISE Team
Þessi mynd sýnir teikningu af glýkólaldehýðssameindum og sameindabyggingu þess (C2H4O2). Kolefnisatóm eru sýnd grá, súrefnisatóm rauð og vetnisatóm hvít. Mynd: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Calçada (ESO)
Þessi mynd sýnir Ró Ophiuchi stjörnumyndunarsvæðið í innrauðu ljósi eins og það kemur Wide-field Infrared Explorer (WISE) gervitungli NASA fyrir sjónir. Bláu og blágrænu litirnir sýna ljós með 3,4 og 4,6 míkrómetra bylgjulengd sem berst aðallega frá stjörnunum. Grænu og rauðu litirnir sýna ljós með 12 og 22 míkrómetra bylgjulengdir sem kemur að mestu frá ryki. Mynd: NASA/JPL-Caltech/WISE Team
Sæt niðurstaða ALMA
Byggingareiningar lífs finnast umhverfis unga stjörnu
Sævar Helgi Bragason 29. ágú. 2012 Fréttir
Hópur stjörnufræðinga sem notaði Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hefur fundið sykursameindir í gasþoku í kringum unga stjörnu sem líkist sólinni okkar. Þetta er í fyrsta sinn sem sykur finnst í geimnum umhverfis slíka stjörnu. Uppgötvunin sýnir að byggingareiningar lífs eru á réttum stað á réttum tíma til þess að reikistjörnur, sem eru að myndast í kringum stjörnuna, geti innihaldið þær.
Stjörnufræðingarnir fundu glýkólaldehýð, einfalt form af sykri [1], í gasþoku í kringum ungt tvístirni sem er álíka massamikið og sólin og kallast IRAS 16293-2422. Glýkólaldehýð hefur áður sést í geimnum [2] en þetta er í fyrsta sinn sem það hefur fundist svo nálægt stjörnu sem líkist sólinni okkar, í sambærilegri fjarlægð frá móðurstjörnunni og Úranus er frá sólinni í sólkerfinu okkar. Uppgötvunin sýnir að ýmis efnasambönd sem eru lífi nauðsynleg, eru til staðar í kerfinu á þeim tíma þegar reikistjörnur eru að mótast [3].
„Í gas- og rykskífunni í kringum þessa nýmynduðu stjörnu fundum við glýkóaldehýð, einfalt form af sykursameind sem er ekki svo ólík sykrinum sem við setjum í kaffið okkar“ segir Jes Jørgensen (Niels Bohr stofnunina í Danmörku), aðalhöfundur greinar um rannsóknina. „Þessi sameind er eitt af hráefnunum í myndun RNA sem, eins og DNA sameindin sem hún er skyld, er ein af byggingareiningum lífsins.“
Þau miklu greinigæði sem ALMA hefur, meira að segja á stystu og erfiðustu bylgjulengdunum, voru lykillinn að mælingunum. Röðin var einungis að hluta tilbúin þegar mælingarnar voru gerðar á því stigi í smíði sjónaukans sem kallast vísindaleg prófun [4].
„Það sem er virkilega spennandi við niðurstöður okkar, er að mælingar ALMA sýna að sykursameindirnar eru að falla inn í átt að annarri stjörnunni í kerfinu“ segir Cécile Facre (Árósarháskóla í Danmörku), meðlimur í hópnum. „Sykursameindirnar eru ekki aðeins á réttum stað til að falla á reikistjörnu, heldur stefna þær í rétta átt.“
Gas- og rykský sem falla saman og mynda nýjar stjörnur eru mjög köld [5] svo margar gastegundir frjósa saman við rykagnir, bindast við þær og mynda flóknari sameindir. Þegar stjarna hefur myndast í miðju gas- og rykskýs sem snýst, hitar hún umhverfið sitt svo efnafræðilega flóknar sameindir rjúka burt og mynda gastegundir sem gefa frá sér einkennisgeislun á útvarpssviðinu sem hægt er að kortleggja með öflugum útvarpssjónaukum á borð við ALMA.
IRAS 16293-2422 er í um 400 ljósára fjarlægð frá jörðinni og því tiltölulega nálægt okkur. Þetta tvístirnakerfi er þar af leiðandi fyrirtaks viðfangsefni stjörnufræðinga sem rannsaka sameindir og efnafræði umhverfis ungar stjörnur. Með því að færa sér í nyt getu nýrra kynslóða sjónauka eins og ALMA geta stjörnufræðingar nú rannsakað innviði gas- og rykskýja, þar sem sólkerfi eru í mótun, í smáatriðum.
„Stóra spurningin er: Hversu flóknar geta þessar sameindir orðið áður en þær renna saman við nýjar reikistjörnur? Svör við þessari spurningu gæti sagt okkur eitthvað um hvernig líf kviknar annars staðar en mælingar ALMA verða lykillinn að lausn þessarar ráðgátu“segir Jes Jørgensen að lokum.
Sagt er frá þessari rannsókn í grein sem birtist í tímaritinu Astrophysical Journal Letters.
ALMA er samstarfsverkefni Evrópu, Norður Ameríku og Austur Asíu í samvinnu við Chile. Í Evrópu er verkefnið fjármagnað af ESO, í Norður Ameríku af National Science Foundation (NSF) í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og í Austur Asíu af National Insitutes of Natural Sciences (NINS) í Japan í samstarfi við Academia Sinica (AS) í Taívan. ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd Evrópu en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).
Skýringar
[1] Sykur er algengt heiti á ýmsum litlum kolvetnissamböndum (sameindum sem innihalda kolefni, vetni og súrefni, venjulega í 2:1 atómhlutfalli vetni:súrefni eins og í vatni). Efnaformúla glýkólaldehýðs er C2H4O2. Sykurinn sem við notum venjulega í matvæli og drykki er súkrósi sem er stærri sameind en glýkólaldehýðs og annað dæmi um þessa tegund efnasambanda.
[2] Glýkólaldehýð hefur fundist á tveimur í stöðum í geimnum hingað til. Fyrst í átt að skýinu Sgr B2, sem er í átt að miðju vetrarbrautarinnar, með 12 metra sjónauka National Science Foundation (NSF) í Kitt Peak í Bandaríkjunum árið 2000 og meðRobert C. Byrd Green Bank sjónauka NSF (einnig í Bandaríkjunum) árið 2004 og í heita, hámassa sameindakjarnanum G31.41+0.31 með IRAM Plateau de Bure víxlmælinum í Frakklandi árið 2008.
[3] Nákvæmar mælingar á einkennisgeislun glýkólaldehýðs á útvarpssviðinu, sem gerðar voru í tilraunastofum, voru nauðsynlegar svo stjörnufræðingarnir gætu greint sameindina í geimnum. Fyrir utan glýkólaldehýðs er vitað að við IRAS 16293-2422 eru einnig fjölmargar aðrar flóknar lífrænar sameindir eins og etýlen glýkol, metýl format og etanól.
[4] Fyrstu mælingar með röðinni hálfkláraðri voru gerðar árið 2011 (sjá eso1137). Bæði fyrir og eftir þær, voru gerðar aðrar mælingar, svokallaðar vísindaprófanir, til að sýna fram á að ALMA er fær um að afla gagna í miklum gæðum. Þessi gögn hafa verið gerð opinber. Gögnin sem notuð voru fyrir þessa rannsókn var að hluta til aflað við þessar prófanir. Smíði ALMA lýkur árið 2013 þegar 66 loftnet verða starfhæf að fullu.
[5] Þessi ský eru venjulega í kringum 10 gráður yfir alkuli: Um –263 gráður á Celsíus.
Frekari upplýsingar
Sagt er frá þessari rannsókn í greininni „Detection of the simplest sugar, glycoaldehyde, in a solar-type protostar with ALMA“ eftir Jørgensen et al. sem birtist í Astrophysical Journal Letters.
Í rannsóknarteyminu eru Jes K. Jørgensen (Kaupmannahafnarháskóla í Danmörku), Cécile Favre (Árósarháskóla í Danmörku), Suzanne E. Bisschop (Kaupmannahafnarháskóla), Tyler L. Bourke (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics í Cambridge í Bandaríkjunum), Ewine F. van Dishoeck (Leiden Observatory í Hollandi; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik í Garching í Þýskalandi) og Markus Schmalzl (Leiden Observatory).
Árið 2012 fagnar European Southern Observatory (ESO), stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, fimmtíu ára afmæli sínu. ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 40 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tenglar
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1234.University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: [email protected]
Tengdar myndir