ALMA og Rosetta finder Freon-40 i rummet – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Niels Bohr Institutet > Nyheder > Nyheder 2017 > ALMA og Rosetta finder...

02. oktober 2017

ALMA og Rosetta finder Freon-40 i rummet

Livets byggesten i rummet:

Jagten på molekyler, som kan afsløre liv udenfor Jorden har været i gang i lang tid. Freon-40, som er et organohalogen er nu fundet i gasform både omkring en babystjerne og ved en komet. Opdagelsen er gjort dels med ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) og dels med ESAs Rosetta rumsonde af et internationalt team inklusiv forskere fra Niels Bohr Institutet. Her på Jorden dannes organohalogener ved livsprocesser, og det er første gang, en af dem er fundet i rummet. Opdagelsen tyder på, at organohalogener måske ikke er helt så gode markører for liv, som forskerne havde håbet på, men til gengæld er de måske til stede i betydelige mængder under planetdannelse. Den nye opdagelse offentliggøres i dag i tidsskriftet Nature Astronomy.

Organohalogen methylchlorid er blevet opdaget af ALMA omkring babystjernen IRAS 16293-2422. Disse samme organiske forbindelser blev opdaget i den tynde atmosfære omkring 67P / C-G med Rosetta rumsonden. Billede: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); NASA/JPL-Caltech/UCLA

Et internationalt forskerhold med stærk dansk deltagelse har fundet svage spor af den kemiske forbindelse Freon-40(CH3Cl), også kendt som methylklorid og klormethan i området omkring babystjernen IRAS 16293-2422 [1], som befinder sig omkring 400 lysår fra os og desuden ved den berømte komet 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) i vores eget Solsystem. Opdagelsen er sket i data, som er indhøstet med ALMA i Chile, og med instrumentet ROSINA ombord på ESAs Rosetta rumsonde. Observationen med ALMA er den første, hvor der er fundet stabile organohalogener i det interstellare rum[2].

Organohalogener består af halogener som for eksempel klor og flour, bundet til kulstof og somme tider til andre grundstoffer. Her på Jorden dannes disse stoffer ved specielle biologiske processer - i organismer lige fra mennesker til svampe - og desuden ved industriprocesser, hvor der for eksempel produceres farvestoffer og medicin[3].

Man kan godt se den nye opdagelse som lidt af en skuffelse, for her ser man Freon-40 steder, hvor der næppe endnu er opstået liv. Tidligere har forskerne ment, at denne type molekyler måske kunne være et tydeligt tegn på liv - bioindikatorer.

"Det var en overraskelse at finde organohalogenet Freon-40 i nærheden af disse unge sollignende stjerner," siger Edith Fayolle, som arbejder ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Massachusetts i USA. Hun er hovedforfatter på artiklen. "Vi har simpelthen ikke forudset, at det kunne dannes her, og vi blev overraskede over at finde det i så forholdsvis store koncentrationer. Det er nu helt klart, at disse molekyler har let ved at dannes i babystjernernes barnekamre, og det har givet os ny indsigt i, hvordan planetsystemer udvikler sig - også vores eget."

Cirka placering af kometen 67P / C-G, da Rosetta-rumsonden opdagede spor af methylchlorid - det samme molekyle detekteret af ALMA omkring IRAS 16293-2422 stjernedannende region. Billede: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Exoplaneter og kemiske markører

Jagten på exoplaneter er ikke længere blot rettet mod at finde disse nye planeter - for tiden kender vi mere end 3000, og nye kommer til hele tiden. Nu er forskerne godt igang med at se efter de kemiske markører, som kan være tegn på tilstedeværelsen af liv derude. Her er det helt afgørende at finde ud af, hvilke molekyler, som er karakteristiske for livet, men det er ikke helt let at finde biomarkører, som man fuldt ud kan stole på.

Selvom det måske ved første øjekast kan virke skuffende, at methyl klorid ikke kan bruges som en biomarkør, er opdagelsen med ALMA alligevel et vigtigt resultat. Kemien af de tætte kolde skyer i rummet repræsenterer begyndelsesbetingelserne for kemien på nydannede planeter, og er dermed et muligt første skridt i retning af komplekse organiske og biologiske molekylerr" tilføjer Jes Jørgensen, lektor på Niels Bohr Institutet, leder af ALMA "PILS" programmet og medforfatter på artiklen. "Resultaterne giver dermed et indblik i sammensætningen af den såkaldte "ursuppe", både som den var på den unge jordklode i sin tid, og som den vil være på nydannede klippeplaneter omkring andre stjerner."

Det antyder så på den anden side også, at astronomerne måske indtil nu har haft fat i den forkerte ende: istedet for at tyde på tilstedeværelsen af allerede opstået liv, er organohalogenerne måske en vigtigt del af de kemiske betingelser, som vi ikke forstår så meget af, men som er selve oprindelsen til livet.

50 år siden at Danmark indtrådte i ESO

Jes Jørgensen tilføjer: "Vi fejrer i år, at det er 50 år siden at Danmark indtrådte i det Europæiske Sydobservatorium (ESO). Resultaterne her er et glimrende eksempel på, hvad vi som danske astronomer får ud af det medlemskab med adgang til banebrydende faciliteter som ALMA. På den måde kan vi være med helt fremme og markere os internationalt. Resultatet her viser hvor stærkt et værktøj ALMA er til at finde molekyler, som har astrobiologisk interesse omkring unge stjerner, hvor planeter dannes. Vi har tidligere fundet de kemiske forstadier til sukkerstoffer og aminosyrer omkring unge stjerner med ALMA. Det, at vi nu også har fundet Freon-40 i gassen omkring komet 67P/C-G, knytter den før-biologiske kemi ved de fjerne protostjerner og vores eget Solsystem endnu tættere sammen."

Astronomerne i forskerholdet sammenlignede også de forholdsvise mængder af Freon-40 med forskellige klor-isotoper, dels i stjernesystemet, og dels ved kometer - og forholdstallene er ens. Det er til støtte for den ide, at et ungt planetsystem kan 'arve' den kemiske sammensætning fra den sky af stoffer, som oprindeligt har dannet moderstjernen, og det åbner så videre op for muligheden, at organohalogener kan dumpe ned på nydannede planeter under dannelsen, eller senere ved kometnedslag.

"Resultatet her viser, at vi stadig har meget at lære om dannelsen af organohalogener," slutter Fayolle. "Nu vil vi lede videre efter organohalogener ved andre babystjerner og ved kometerne, for at finde nogle flere af svarene.

Jes Jørgensen, lektor i Astrofysik og Planetforskning på Niels Bohr Institutet og Center for Stjerne- og Planetdannelse ved Københavns Universitet, +45 3532-4186, jeskj@nbi.ku.dk