Gdy formował się Układ Słoneczny – Słońce i planety - jednym z etapów tego procesu był dysk protoplanetarny, w którym wokół Słońca wykształciły się planety. Astronomowie obserwują tego rodzaju dyski wokół różnych gwiazd, ale dysk wokół gwiazdy TW Hydrae jest najbliższym znanym przykładem tego typu struktury i na dodatek dobrze odzwierciedla to, co naukowcy sądzą o początkach naszego układu planetarnego. Układ TW Hydrae jest odległy od nas o 170 lat świetlnych.

Zespół naukowców z Holandii, USA, Wielkiej Brytanii i Japonii użył olbrzymiej sieci radioteleskopów Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) do dokładnego zbadania dysku protoplanetarnego rozpościerającego się wokół TW Hydrae.

Obserwacje ALMA po raz pierwszy pokazały, że w dysku protoplanetarnym są ślady alkoholu metylowego w postaci gazowej. Alkohol metylowy ma wzór chemiczny CH3OH i znany jest też jako metanol. Można go określić jako prostszą wersją wersję alkoholu etylowego, znanego z półek sklepów spożywczych i innych sklepów. Przy czym metanol jest silnie trujący, spożycie niewielkiej jego dawki może spowodować ślepotę, a nieco większej nawet śmierć.

Ta pochodna metanu jest jedną z największych cząsteczek organicznych odnalezionych jak dotąd w dyskach wokół gwiazd. Zidentyfikowanie jej w dysku w stadium przedplanetarnym, jest ważne dla ustalenia, w jaki sposób molekuły organiczne weszły w skład planet takich jak Ziemia. Metanol jest ważny także z innego powodu – stanowi element budulcowy bardziej złożonych cząsteczek, na przykład składników aminokwasów. Rola metanolu w chemii organicznej potrzebnej dla powstania życia jest zatem istotna.

Zaobserwowanie metanolu w stanie gazowym w dysku protoplanetarnym jest również bardzo ważne dla astrochemii. Inne cząsteczki wykrywane w kosmosie mogą samodzielnie powstawać w stanie gazowym lub jako kombinacja molekuł w stanie stałym i gazowym, natomiast metanol powstaje wyłącznie w stanie stałym, w formie lodu, w wyniku reakcji chemicznych na powierzchniach ziaren pyłu.

Naukowcy z grupy kierowanej przez Catherine Walsh z Obserwatorium w Lejdzie (Holandia), opracowali także mapę rozmieszczenia metanolu w dysku wokół gwiazdy TW Hydrae. Zaobserwowano, iż występuje w pobliżu gwiazdy w strukturze o kształcie pierścienia pomiędzy 30 a 100 jednostkami astronomicznymi do gwiazdy (jedna jednostka astronomiczna odpowiada średniej odległości Ziemi od Słońca).

Według badaczy obserwacje metanolu w stanie gazowym plus dane o jego rozmieszczeniu sugerują, że metanol powstał w formie lodu na ziarnach pyłu, a następnie został uwolniony do postaci gazowej. Przy czym zamiast termicznej desorpcji, czyli uwalniania metanolu w temperaturach wyższych niż jego temperatura sublimacji, naukowcy sugerują zachodzenie fotodesorpcji spowodowanej fotonami ultrafioletowymi oraz desorpcji reaktywnej.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym „Astrophysical Journal”. (PAP)

cza/ agt/