ALMA – opravdu sladký výsledek

ESO 034/12 tisková zpráva

V okolí mladé hvězdy byly objeveny stavební kameny života

Tým astronomů využívající zařízení ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) objevil molekuly cukru v oblaku plynu obklopujícím mladou hvězdu slunečního typu. Je to poprvé, co byl cukr nalezen ve vesmíru poblíž takové hvězdy. Objev ukazuje, že stavební kameny života se nacházejí ve správný čas na správném místě, aby se mohly stát součástí planet vznikajících kolem hvězd.

Astronomové nalezli molekuly glykolaldehydu – jednoduché formy cukru [1] – v oblaku plynu obklopujícím mladou dvojhvězdu IRAS 16293-2422 se složkami podobnými Slunci. Glykolaldehyd byl již pozorován v mezihvězdném prostoru [2], ale toto je poprvé, kdy se jej podařilo nalézt tak blízko hvězdy slunečního typu – ve vzdálenosti srovnatelné s oběžnou dráhou Uranu ve Sluneční soustavě. Tento objev ukazuje, že některé chemické sloučeniny potřebné pro vznik života existují v systému již v době formování planet [3].

„V prachoplynném disku obklopujícím tuto nově vzniklou hvězdu jsme objevili glykolaldehyd, což je jednoduchá forma cukru ne příliš odlišná od toho, který si dáváte do kávy,“ vysvětluje vedoucí autor článku Jes Jørgensen (Niels Bohr Institute, Denmark). „Tato molekula je jednou z ingrediencí potřebných při vniku RNA, která je podobně jako DNA jedním ze stavebních kamenů života."

Vysoká citlivost přístrojů ALMA – a to i na jedné z nejkratších vlnových délek, kterou je technicky možné tímto přístrojem pozorovat – je pro tato pozorování (provedená pomocí neúplné sítě antén v průběhu vědeckého ověřování zařízení (Science Verification phase [4]) naprosto zásadní.

„Co je ale na našem objevu opravdu vzrušující, je to, že se nám pomocí pozorování ALMA podařilo odhalit, že molekuly cukru padají směrem k jedné z hvězd tohoto systému,“ říká člen týmu Cécile Favre (Aarhus University, Denmark). „Molekuly cukru nejsou jen na správném místě, aby si našly cestu na nějakou planetu, ale pohybují se i správným směrem.“

Oblaka plynu a prachu, která kolabují, aby utvořila nové hvězdy, jsou extrémně chladná [5] a mnohé plyny v nich vymrzají na povrchu prachových zrn. Zde se váží dohromady a vytvářejí složitější molekuly. Ale jakmile uprostřed rotujícího oblaku plynu a prachu vznikne hvězda, ohřeje jeho vnitřní části na ‚pokojovou teplotu‘, při které se komplexní molekuly odpařují. Uvolněný plyn vyzařuje charakteristické vlnové délky v rádiové oblasti a ty mohou být sledovány pomocí výkonných radioteleskopů, jako je ALMA.      

Dvojhvězda IRAS 16293-2422 se nachází asi 400 světelných let od nás, což je relativně blízko. To z ní dělá výborný cíl dalšího výzkumu molekul a chemických podmínek v okolí mladých hvězd. Díky možnostem nové generace přístrojů, jako je ALMA, mají nyní astronomové příležitost detailně zkoumat plyn a prach v oblacích, ve kterých se formují nové planetární soustavy.

„Zásadní otázkou je, jak složitými se tyto molekuly mohou stát předtím, než doputují na některou z nových planet? To nám může říci něco o tom, jak by mohl vzniknout život. A pozorování pomocí ALMA budou velmi podstatná při odhalování tohoto tajemství,“ uzavírá Jes Jørgensen.

Práce je popsána v článku, který byl publikován v odborném časopise Astrophysical Journal Letters.

Mezinárodní astronomická observatoř ALMA je společným projektem Evropy, severní Ameriky a východní Asie ve spolupráci s chilskou republikou. ALMA je za Evropu financována ESO, za severní Ameriku NSF (National Science Foundation) ve spolupráci s NRC (National Research Council of Canada) a s NSC (National Science Council of Taiwan) a za východní Asii NINS (National Institutes of Natural Sciences) v Japonsku ve spolupráci s AS (Academia Sinica) na Taiwanu. Výstavba a provoz observatoře ALMA jsou ze strany Evropy řízeny ESO, ze severní Ameriky NRAO (National Radio Astronomy Observatory), která je řízena AUI (Associated Universities, Inc.), a za východní Asii NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan). Spojená observatoř ALMA (JAO, Joint ALMA Observatory) poskytuje jednotné vedení a řízení stavby, plánování a provoz teleskopu ALMA.

Zdroj

Poznámky

[1] Cukry je souhrnné označení pro skupinu malých uhlovodíků (molekul obsahujících uhlík, vodík a kyslík, typicky s poměrem atomů H:O - 2:1, jako třeba u vody). Glykolaldehyd má chemický vzorec C2H4O2. Cukr obvykle používaný v potravinách je označován jako sacharóza, což je větší molekula než glykolaldehyd a jedná se o další příklad této skupiny sloučenin.

[2] Glykolaldehyd byl dosud detekován na dvou místech ve vesmíru – jednak směrem ke středu Galaxie v oblaku Sgr B2 pomocí National Science Foundation's (NSF) 12 m teleskopu na hoře Kitt Peak (USA) v roce 2000 a pomocí NSF's Robert C. Byrd Green Bank Telescope (USA) v roce 2004; a za druhé ve hmotném horkém molekulárním jádře G31.41+0.31 za použití IRAM Plateau de Bure Interferometer (Francie) v roce 2008.

[3] Přesná laboratorní měření charakteristických rádiových vlnových délek emitovaných glykolaldehydem byla naprosto zásadní pro identifikaci molekul ve vesmíru. Kromě glykolaldehydu se kolem hvězdy IRAS 16293-2422 vyskytují další komplexní organické sloučeniny včetně ethylenu, glykolu, methylu a ethanolu.

[4] Počáteční vědecká pozorování pomocí neúplného pole antén započala v roce 2011 (viz eso1137). Předtím i poté byla prováděna sada ověřovacích vědeckých pozorování, aby demonstrovala, že ALMA je schopná produkovat data požadované kvality. Tato data byla zveřejněna. Výsledky popsané zde využívají některá z dat získaných ve fázi vědeckého ověřování. Stavba zařízení ALMA bude dokončena v roce 2013, kdy bude všech 66 antén plně  použitelných.

[5] Obvykle se pohybují kolem -263 °C, tedy 10 stupňů nad absolutní nulou.

Další informace

Tento výzkum byl prezentován v článku „Detection of the simplest sugar, glycolaldehyde, in a solar-type protostar with ALMA” autorů J. Jørgensen a kol., který byl publikován v odborném časopise Astrophysical Journal Letters.

Složení týmu: Jes K. Jørgensen (University of Copenhagen, Dánsko), Cécile Favre (Aarhus University, Dánsko), Suzanne E. Bisschop (University of Copenhagen), Tyler L. Bourke (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), Ewine F. van Dishoeck (Leiden Observatory, Holandsko; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Německo) a Markus Schmalzl (Leiden Observatory).

V roce 2012 slavíme 50. výročí založení ESO. ESO (Evropská jižní observatoř) je hlavní mezinárodní astronomickou organizací Evropy a patří k nejproduktivnějším astronomickým observatořím světa. Je podporována 15 členskými státy, kterými jsou: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemí, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO má za cíl vývoj, konstrukci a provoz výkonných pozemních astronomických zařízení, která umožní významné vědecké objevy. ESO také hraje přední roli při propagaci a organizaci mezinárodní spolupráce na poli astronomického výzkumu. ESO v současnosti provozuje tři observatoře světově úrovně: La Silla, Paranal a Chajnantor, které se nacházejí na poušti Atacama v Chile. Na Paranalu se nachází VLT (Very Large Telescope = Velmi velký dalekohled) – nejvyspělejší pozemní dalekohled pracující ve viditelném světle a VISTA, největší přehlídkový dalekohled pro infračervenou oblast na světě. Zároveň je ESO evropským zástupcem největšího astronomického projektu všech dob – teleskopu ALMA budovaného na planině Chajnantor. V současnosti ESO plánuje výstavbu Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT), který bude mít průměr primárního zrcadla 39 metrů. Měl by pracovat v infračerveném i viditelném oboru záření a stane se největším dalekohledem světa.

Odkazy

• odborný článek
• další informace o ALMA při ESO
• Mezinárodní observatoř ALMA

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Jes K. Jørgensen; Niels Bohr Institute, University of Copenhagen; Copenhagen, Denmark; Tel.: +45 4250 9970; Email: jeskj@nbi.dk

Ewine van Dishoeck; Leiden Observatory; Leiden, Netherlands; Tel.: +31 71 5275814; Email: ewine@strw.leidenuniv.nl

Douglas Pierce-Price, Public Information Officer; ESO; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6759; Email: dpiercep@eso.org

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso1234. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.