Het is het grootste molecuul dat tot op heden in een planeetvormende schijf is ontdekt én een voorloper van nog grotere organische moleculen die op hun beurt weer bouwstenen voor leven zijn.

Dat schrijven onderzoekers vandaag in het blad Astronomy & Astrophysics. Hun studie handelt over dimethylether: een flink molecuul dat is aangetroffen in de planeetvormende schijf rond de jonge ster IRS 48. De onderzoekers bestudeerden deze schijf met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili.

Negen atomen
Dimethylether is met negen atomen het grootste molecuul dat tot op heden in een planeetvormende schijf is teruggevonden. “Het is echt opwindend om eindelijk deze grotere moleculen in schijven te detecteren,” stelt onderzoeker Alice Booth. “Een tijd lang dachten we dat het misschien niet mogelijk was om ze waar te nemen.”

Stervormingsgebieden
Dimethylether is eerder wel al aangetroffen in stervormingsgebieden. Onderzoekers vermoeden dat het molecuul – net als andere (complexe) moleculen – daar nog voor de geboorte van sterren het levenslicht zien. Want in deze koude omgevingen hechten atomen en eenvoudige moleculen (zoals bijvoorbeeld koolstofmonoxide) zich gemakkelijk aan stofkorrels, waarop ze een ijslaagje vormen en chemische reacties ondergaan en zo transformeren tot nieuwe, complexere moleculen.

En nu is het vrij complexe molecuul dimethylether dus ook aangetroffen in een planeetvormende schijf rond een jonge ster, oftewel een volgende fase in de evolutie van stersystemen. “Nu weten we dat deze grotere complexe moleculen beschikbaar zijn als voeding voor planeten-in-wording in de schijf,” aldus Booth. “Dit was tot nu toe niet bekend, omdat deze moleculen doorgaans verscholen zitten in het ijs.”

Stofval
Dimethylether is aangetroffen in een nogal kenmerkend deel van de planeetvormende stofschijf rond IRS 48, namelijk in de stofval. Dit gebied bevat grote aantallen stofkorrels van millimeterformaat die kunnen samenklonteren en zo veel grotere objecten zoals kometen, planetoïden en wellicht zelfs planeten kunnen vormen. Vermoed wordt dat deze stofval ontstaan is doordat zich ergens tussen de moederster en de stofval een pasgeboren planeet of kleine stellaire begeleider verscholen houdt. Onlangs ontdekten onderzoekers al dat deze stofval tevens dienst doet als ijsreservoir: de stofkorrels zijn bedekt met ijs dat rijk is aan complexe moleculen. En dimethylether blijkt er daar dus één van te zijn. Ingevangen in het ijs is het molecuul niet te detecteren. Maar door de warmte van IRS 48 sublimeert het ijs en komen de ingevangen moleculen – die hun oorsprong dus vonden in koude, sterren barende gaswolken – vrij en kan ALMA deze waarnemen. “We zijn ongelooflijk blij dat we nu de hele reis van deze complexe moleculen kunnen gaan volgen, van de wolken waarin zich sterren vormen, tot planeetvormende schijven en kometen aan toe,” stelt onderzoeker Nienke van der Marel.

Leven
De ontdekking van dimethylether hint er sterk op dat er in planeetvormende schijven nog wel meer complexe moleculen – die we al kennen uit stervormingsgebieden – op ontdekking wachten. Onderzoekers hopen die moleculen te gaan vinden, want zo kan meer inzicht worden verkregen in het ontstaan van leven – hier op aarde en mogelijk ook elders. Want complexe moleculen zoals dimethylether zijn de voorlopers van zogenoemde prebiotische moleculen – zoals suikers en aminozuren – oftewel de bouwstenen van leven. “Hopelijk kunnen we met meer waarnemingen een stap dichter bij het begrijpen van de oorsprong van prebiotische moleculen in ons eigen zonnestelsel komen,” aldus Van der Marel.

IRS 48 – en dan met name ook de stofschijf eromheen – zal zich de komende jaren ongetwijfeld in meer aandacht mogen verheugen. Zo willen onderzoekers deze graag nader bestuderen met de in aanbouw zijnde Extremely Large Telescope. Met deze telescoop zou het ook mogelijk moeten zijn om de binnenste regionen van de schijf – waar aardachtige planeten zouden kunnen ontstaan – te bestuderen.