Astronomen hebben twee mogelijke voorlopers van bouwstenen van leven ontdekt in de protoplanetaire schijf rond een jonge ster. De vondst maakt duidelijk dat de oorsprong van leven mogelijk al vroeg in de ruimte is ontstaan.
De wetenschappers hebben de krachtige ALMA-telescoop in Chili aan het werk gezet en die vond complexe organische moleculen in de schijf van gas en stof rond V883 Orionis. De jonge ster bevindt zich in een groeifase en zuigt gas aan uit de omringende schijf. Dat leidt tot krachtige uitbarstingen van straling, die het ijs in de schijf genoeg verwarmen om eerder verborgen moleculen vrij te laten komen. Die moleculen, waaronder ethyleenglycol en glycolonitril, zenden radiogolven uit die met ALMA kunnen worden opgevangen.
Verdampend ijs
De meeste complexe moleculen ontstaan op ijskoude stofdeeltjes in de ruimte. Die deeltjes klonteren samen tot grotere objecten, zoals kometen, waarin de moleculen bevroren en onzichtbaar blijven. Alleen als het ijs verdampt, bijvoorbeeld door verhitting door een ster, kunnen we deze moleculen opsporen met spectroscopie. Dat gebeurt bijvoorbeeld in ons eigen zonnestelsel als kometen de zon naderen en hun bevroren materiaal vrijkomt in een dampkring van gas en stof. Een vergelijkbaar proces vond plaats bij V883 Orionis.
“Onze ontdekking wijst op een directe lijn van chemische verrijking en toenemende complexiteit van interstellaire wolken tot volledig gevormde planetaire systemen”, zegt hoofdonderzoeker Abubakar Fadul van het Max Planck Institute for Astronomy (MPIA).
Astronomen vonden eerder al eenvoudige organische moleculen, zoals methanol, in gas- en stofwolken waar sterren worden geboren. Maar met deze nieuwe waarnemingen wordt duidelijk dat ook veel complexere stoffen, zoals glycolonitril (een voorloper van aminozuren en DNA-bases), al vóór de vorming van planeten ontstaan en bewaard blijven in de schijf van gas en stof rondom jonge sterren.
Langgezochte schakel
In totaal detecteerden de onderzoekers zeventien complexe organische verbindingen rond V883 Orionis, waaronder de allereerste aanwijzingen voor ethyleenglycol en glycolonitril in zo’n protoplanetaire schijf. Daarmee hebben ze een langgezochte schakel te pakken tussen de chemie van de vroege interstellaire ruimte en de rijkere chemie in volledig ontwikkelde zonnestelsels.
Het idee dat deze moleculen hun oorsprong vinden in de ruimte sluit aan bij eerder onderzoek, waarin is aangetoond dat bijvoorbeeld ethyleenglycol kan ontstaan door uv-straling op ethanolamine, een stof die onlangs ook in de ruimte is aangetroffen. Het ondersteunt het concept dat de moleculen die uiteindelijk tot leven kunnen leiden al vroeg ontstaan, nog vóór de vorming van kometen, planeten of zelfs sterren.
Een puzzelstuk in het ontstaan van leven
De ontdekking ondermijnt het eerder populaire ‘reset’-scenario, waarin werd aangenomen dat de complexe chemie van de vroege ruimte grotendeels verloren gaat tijdens de gewelddadige overgang van protoster tot jonge ster. Deze studie laat juist zien dat protoplanetaire schijven een deel van die chemie erven uit eerdere stadia en dat de chemische opbouw zich tijdens de schijfperiode voortzet.
Toch zijn er nog veel vragen. “Hoewel dit resultaat spannend is, hebben we nog niet alle spectrale signalen volledig ontcijferd”, zegt Schwarz. “Hogeresolutiedata zijn nodig om de voorlopige detecties van ethyleenglycol en glycolonitril te bevestigen en mogelijk zelfs nog complexere moleculen te vinden.” En een collega vult aan: “Misschien moeten we ook andere delen van het elektromagnetische spectrum onderzoeken. Wie weet wat we dan nog meer ontdekken.”
