Ett internationellt team av astronomer däribland
flera holländska har för första gången upptäckt bensenmolekylen(C6H6) i en protoplanetär skiva runt en ung stjärna. Förutom bensen upptäcktes
även något av kolföreningar men få syrerika molekyler. Observationerna tyder på
att här liksom jorden innehåller protoplanetär skivor material för att bilda
stenplaneter med samma slags materia som jorden en gång fick. Forskarna
publicerade nyligen sina resultat i tidskriften Nature Astronomy.
Det var runt den unga, lilla röda dvärgstjärnan J160532 (är
en tiondel av solens massa) cirka 500 ljusår från oss i riktning mot
stjärnbilden Skorpionen upptäckten gjordes. I protoplanetära skivor runt unga stjärnor bildas både gas-
och stenplaneter av gas och
damm. Hittills har det varit svårt att analysera vilka molekyler som finns i dessa skivors heta inre del där majoriteten av planeterna bildas. Detta på grund av den
begränsade känsligheten och spektralupplösningen hos tidigare teleskop och dess
utrustning
I denna nya forskning använde forskarna däremot data
från MIRI-spektrometern ombord på James Webb Space Telescope (Webbteleskopet som ännu inte varit i tjänst
ett år men är bokat för många undersökningar) . MIRI kan se in i dammoln och är särskilt väl lämpad till att undersökningar i het som inne i protoplanetär skivor. (MIRI-spektrometerns avancerade huvudoptik har designats och byggts av
Netherlands Research School for Astronomy (NOVA).
Ovan är exakt den typ av undersökningar som
MIRI-spektrometern designats för, beskriver Ewine van Dishoeck (Leiden
University) en av de som var med och byggde Webbteleskopet och MIRI - instrumentet. Spektralundersökningar ger en mängd data om den kemiska och fysiska
sammansättningen av protoplanetära skivor.
Förutom det första fyndet någonsin av bensen i en protoplanetär
skiva upptäckte forskarna även kolvätediacetylen (C4H2) för första gången i en sådan och utöver det en ovanligt stor mängd acetylengas (C2H2) ett mycket
reaktivt kolväte. Men det fanns väldigt lite vatten och koldioxid i skivan.
Syrerika föreningar finns dock ofta i andra slag
av dammskivor därute i universum. För att identifiera de nu analyserade molekylerna
krävdes ett nära samarbete med kemister vilka analyserade spektra (de kemiska
fingeravtrycken) i laboratoriemiljö.
Forskarna misstänker att bensen och (di-)acetylen
frigörs i skivan efter att den aktiva unga stjärnan förstört kolrika stoftkorn
under sin aktivitet. De dammkorn som då finns kvar innehåller silikater med
relativt lite kol. I en senare fas klumpar kornen med låg kolhalt ihop sig till
större bitar. Dessa blir så småningom stenplaneter som jorden. Detta scenario
kan förklara varför vår egen jord är så fattig på kol från dess bildande.
Samtidigt arbetar forskarna med data från 30 andra protoplanetära
skivor runt andra unga stjärnor därute och data om ytterligare 20 av dessa protoplanetära skivor väntas bli analyserade
under 2023. Det förväntas upptäckas andra slag av molekyler från dessa och ge än mer kunskap om bildandet av planeter runt stjärnor i protoplanetära skivor från de allra minsta stjärnorna till
de som är 2-3 gånger större i massa än vår sol.
Huvudförfattaren till studien Benoît Tabone
(CNRS-forskare vid Université Paris-Saclay i Frankrike och tidigare affilierad
Leiden University) avslutar studien med följande ord: Detta arbete ger en
första glimt av de fysiska och kemiska förhållandena under vilka jordliknande
planeter som vår jord bildas.
Medförfattare till studien Aditya Arabhavi,
doktorand vid universitetet i Groningen, tillägger: Många fler molekyler kommer
att upptäckas i skivorna antingen i skivan runt J160532 eller i andra skivor.
Webbteleskopet är en upptäckarplats inte bara för astronomer, utan också för
experter inom molekylfysik.
MINDS (MIRI mid-INfrared Disk Survey) Undersökningen ägde rum inom JWST Guaranteed Time Observation (GTO) -programmet MINDS. Programmet leds av Inga Kamp (Groningens universitet). Astronomer från Groningen, Leiden och Nijmegen är nära involverade.
Bild vikipedia på en konstnärs bild av en
protoplanetär skiva.
