Met negen atomen is dimethylether het grootste molecuul dat nu toe dat in een planeetvormende schijf is ontdekt.

Als iets het hart van sterrenkundigen en astrobiologen sneller doet kloppen, is het wel de vondst van organische moleculen in de ruimte. Zo’n ontdekking kan ons namelijk helpen begrijpen hoe de ontwikkeling van leven op aarde is gegaan. Onderzoekers van de Sterrewacht Leiden waren dan ook verheugd toen ze met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili een organisch molecuul aantroffen in een planeetvormende schijf van gas en stof die rond een jonge ster draait. En met negen atomen gaat het om het grootste molecuul tot nu toe.

Lees ook:

• Inge Loes ten Kate: ‘Ik probeer uit te dragen hoe bijzonder de aarde is’
• Ontstaan organische stof Marsmeteoriet ‘heeft niks met leven te maken’

Dimethylether

Het gaat om het molecuul dimethylether (C₂H₆O) dat vaak voorkomt in stervormingsgebieden. Het is nu echter de eerste keer dat het organische molecuul in een planeetvormende (of protoplanetaire) schijf is aangetroffen. De schijf bevindt zich rond de jonge ster IRS 48, op een afstand van 444 lichtjaar van de aarde.

IRS 48 is al vaker onder de loep genomen. De sterregio bevat namelijk een cashewnootvormige stofval: een hogedrukgebied in een protoplanetaire schijf. Hierin verzamelen stofdeeltjes van millimeterformaat zich en klonteren uiteindelijk samen tot objecten van kilometerformaat, zoals kometen, planetoïden en mogelijk zelfs planeten.

IJzige stofval

De Leidse onderzoekers ontdekten dat de stofval in de schijf van IRS 48 een ijsreservoir is, met stofkorrels die bedekt zijn met ijs dat rijk is aan complexe moleculen. Door de warmte van IRS 48 sublimeerde het ijs tot gas, en kwamen de ingevangen dimethylether-moleculen vrij. Op die manier konden de astronomen ze detecteren met ALMA.

Naast dimethylether vond het team ook aanwijzingen voor de aanwezigheid van methylformiaat. Dit complexe molecuul lijkt op dimethylether en is een bouwsteen voor nog grotere organische moleculen.

“De interstellaire ruimte is bijzonder ijl, waardoor het onwaarschijnlijk is dat grotere moleculen, zoals DME (dimethylether) in de gasfase gevormd kunnen worden”, zegt Harold Linnartz, niet betrokken bij de studie. “Een deeltje botst eens in de paar weken op een ander deeltje, voor een chemische reactie heb je ook nog eens een 3-deeltjesbotsing nodig.” De kans daarop in de ruimte is erg klein.

Bouwstenen van het leven

“Maar er bestaat een alternatief,” vervolgt de hoogleraar laboratoriumastrofysica aan de Sterrewacht Leiden, “reacties kunnen ook op ijzige stofdeeltjes plaatsvinden. Hier vinden moleculen elkaar sneller – ze zitten dichter bij elkaar – en wanneer ze met elkaar reageren kan energie die vrijkomt bij de reactie afgegeven worden aan het stofdeeltje waardoor de reactie wordt versneld.”

Wetenschappers denken daardoor al langer dat een hoop complexe organische moleculen, zoals dimethylether, ontstaan in stervormingsgebieden, nog voordat daarin sterren zijn geboren.

Linnartz: “In mijn laboratorium onderzoeken we dit soort reacties en we weten dat ze efficiënt zijn, maar het is allesbehalve gemakkelijk om observationeel bewijs in handen te krijgen. In deze context is dit werk van de onderzoekers erg belangrijk. Het is niet alleen al een hele prestatie om zo’n complex organisch molecuul in een planeetvormende schijf te vinden, maar bovendien wordt DME alleen gevonden op een plek waar veel stof en ijs zit, dus volledig in lijn met het idee dat de bouwstenen van het leven wel eens een ijzige start zou kunnen hebben gehad.”

Bronnen: Astronomy & Astrophysics, ESO (persbericht)

Beeld: ESO/L. Calçada, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!