広く受け入れられている理論によれば、太陽系は約46億年前に塵とガスの巨大な雲(別名星雲理論)から形成されました。このプロセスは、星雲が私たちの太陽になった中心部で重力崩壊を経験したときに始まりました。残りのダストとガスは原始惑星系円盤を形成し、(時間とともに)惑星を形成するために降着した。
しかし、科学者たちは、いつ有機分子が私たちの太陽系に最初に現れたのかについて不確かなままです。幸いなことに、国際的な天文学者チームによる新しい研究がその質問への回答を助けることができるかもしれません。チームはAtacama Large Millimeter-Submillimeter Array(ALMA)を使用して、若い星V883 Oriの周りに複雑な有機分子を検出しました。
彼らの発見を説明する研究は最近科学雑誌に掲載されました 自然天文学。 彼らが研究で示したように、チームはALMAデータを使用して、V883 Ori(原始惑星系円盤に囲まれた地球から約1300光年離れた位置にある若い星)の周りの複雑な有機分子(COM)の存在を識別しました。
これらの観測は、星の光度の急激な増加のおかげで可能になりました。これは、円盤から星に流れる物質の急流の急流(FU Orionisタイプのバーストとして知られているもの)が原因でした。この爆発は原始惑星系円盤を加熱し、氷の粒子を溶かし、星の「霜線」の境界をかなり押し出しました。
フロストライン(別名「スノーライン」)は、温度が低くなって揮発性元素(水、二酸化炭素、メタン、アンモニアなど)が昇華して氷を形成する星の周囲の領域です。通常の若い星の周りでは、霜線の半径は約数天文単位(AU)ですが、破裂する星の周りでは約10倍に拡大できます。
V883 Oriが爆発したとき、システムの原始惑星系円盤内の氷のような粒子が昇華し、COMの解放を引き起こしました。これらには、メタノール(CH3OH)、アセトン(CH3COCH3)、アセトアルデヒド(CH3CHO)、ギ酸メチル(CH3OCHO)、およびアセトニトリル(CH3CN)–他のCOMと同様に、惑星系における生命の形成に関連している可能性のある分子。
ジョンウンリーは、慶熙大学の宇宙研究部の天文学者であり、この論文の筆頭著者として、ALMAのプレスリリースで次のように説明しています。
「現在の望遠鏡で数AUの規模でディスクをイメージングすることは困難です。ただし、爆発する星の周りでは、氷はディスクのより広い領域で溶け、分子の分布を確認しやすくなります。生命のビルディングブロックとしての複雑な有機分子の分布に関心があります。」
星の再燃とALMAの高感度イメージング機能により、調査チームは観測されたCOMの空間分布を取得することもできました。彼らの分析に基づいて、チームは、検出した分子がV883 Oriの周りに約60 AUの半径を持つリング状の構造を持っていると結論付けました。
特に興味深いのは、V883 Oriのディスクの化学組成が現代の太陽系の彗星の化学組成に類似しているという事実です。彗星は、太陽系の初期の頃の水と有機分子の拡散に役割を果たしたと考えられているため、かなりの研究注目の的となっています。
これらの彗星は、有機分子が氷に含まれていた太陽系(現代のオールトクラウド)の外側の領域で形成されたと考えられています。このため、原始惑星系円盤の化学組成に関する研究は、彗星の組成や地球の生命の起源に関する研究と直接関連しています。
東京大学の研究チームのメンバーである相川由里が説明したように:
「岩石や氷の惑星は固体材料から作られているため、ディスク内の固体の化学組成は特に重要です。爆発は、新しい昇華物、つまり固形物の組成を調査するユニークな機会です。」
爆発を観察する機会は、100年ほどしか続かないため、かなりまれです。しかし、幅広い年齢の若い星がFU Oriバーストを経験することが知られているので、天文学者は将来これらのイベントの多くを目撃することができると期待します-そしてその過程で、より原始惑星系円盤の化学組成を決定します。
この研究は、若い星の周りで進化する氷の化学組成の理解を深めるだけではありません。また、太陽系の誕生から今日までの間に有機分子がどのように進化したかについての理解を深め、生命そのものの起源について多くのことを明らかにします!