Ключевой строительный блок жизни обнаружен в протопланетном диске

Художественная концепция диска из пыли и газа вокруг молодой звезды с большой полостью, созданной формирующейся гигантской планетой. Выделен тёплый газ метанола, очерчивающий стенки пылевой полости. Эти молекулы происходят из льдов, богатых органическим веществом, которые нагреваются излучением звезды, превращаясь в газ. Обнаружение метанола и его изотопов подтверждает идею, что межзвёздные льды могут пережить формирование протопланетных дисков. Автор: CfA/M. Weiss

Астрономы обнаружили редкую форму метанола (разновидность спирта) в протопланетном диске, что стало важным шагом в понимании того, как может формироваться жизнь за пределами Земли. Это открытие раскрывает ключевые детали о химическом составе льда в дисках, формирующих планеты, и о том, какие органические молекулы могут быть доставлены кометами на планеты, включая нашу Солнечную систему.

Хотя астрономы ранее находили свидетельства существования других, более сложных молекул в протопланетных дисках вокруг других звёзд, это последнее открытие стало первым случаем обнаружения редких изотопов метанола. Изотопы — это разные версии химического элемента или соединения, имеющие одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов.

«Обнаружение этих изотопов метанола даёт важное представление об истории ингредиентов, необходимых для построения жизни на Земле», — сказала Элис Бут из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA), руководившая исследованием.

Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, описывает обнаружение изотопов метанола вокруг звезды HD 100453, масса которой примерно в 1,6 раза превышает массу Солнца, а расстояние до Земли составляет около 330 световых лет. Для наблюдений использовались данные массива ALMA (Atacama Large Millimeter-submillimeter Array) — международного радиотелескопа в пустыне Атакама, Чили.

Учёные рассматривают протопланетные диски вокруг звёзд как лаборатории, поскольку они показывают количество сложных органических молекул, присутствующих во время формирования планет и комет.

«То, что метанол определённо является частью этого звёздного коктейля, — действительно повод для радости», — отметила соавтор исследования Лиза Вёльфер из Массачусетского технологического института.

Открытие стало возможным благодаря тому, что HD 100453 массивнее Солнца, поэтому её протопланетный диск теплее. Это позволяет молекулам, включая метанол, существовать в газообразном состоянии на больших расстояниях от звезды, что делает их доступными для обнаружения ALMA.

Соотношение метанола к другим простым органическим молекулам в HD 100453 примерно такое же, как в кометах нашей Солнечной системы. Это укрепляет идею о том, что изучение далёких молодых миров может помочь понять историю нашей собственной планеты.

Исследование также предполагает, что льды в протопланетных дисках, которые служат материалом для формирования комет, богаты сложными органическими молекулами.

«Эта работа подтверждает идею, что кометы могли сыграть важную роль в доставке ключевых органических материалов на Землю миллиарды лет назад», — сказал соавтор исследования Милоу Темминк из Лейденской обсерватории в Нидерландах.

Метанол ранее обнаруживали в нескольких протопланетных дисках, но обнаружение его изотопов (которые встречаются в 10–100 раз реже) — важный шаг, так как это подтверждает, что диски, вероятно, богаты другими органическими молекулами, включая простые аминокислоты и сахара.

Высокие уровни метанола в диске, вероятно, происходят из внутреннего края пылевого кольца, расположенного примерно в 1,5 миллиарда миль от звезды (что эквивалентно 16 расстояниям от Солнца до Земли).

Дополнительная информация: Alice S. Booth et al, Ice Sublimation in the Dynamic HD 100453 Disk Reveals a Rich Reservoir of Inherited Complex Organics, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adc7b2