Sporen van bouwsteen van leven ontdekt rond jonge zonnen
In de nabijheid van zonachtige protosterren hebben wetenschappers licht opgevangen dat afkomstig is van het giftige gas methylisocyanaat. Als bouwsteen van biologisch belangrijke moleculen vormt het mogelijk een schakel in het ontstaan van leven.
Wetenschappers van de Leidse Sterrewacht speelden een belangrijke rol in de ontdekking. Promovendus Niels Ligterink onderzocht met de ALMA-telescoop in Noord-Chili IRAS 16293-2422, een dubbelstersysteem van twee zeer jonge sterren. Door het ontvangen licht spectraal te ontleden, ontdekte hij dat rond de sterren het molecuul methylisocyanaat voorkomt. Dit molecuul behoort tot een familie van stoffen die op aarde nodig zijn om peptiden en aminozuren, en daarmee eiwitten, te vormen, de bouwstenen van het leven.
Prachtige vondsten
Ligterink verrichtte zijn werk binnen het PILS-team, dat eerder in IRAS 16293-2422 ook suikers ontdekte. Het stersysteem staat op ongeveer 400 lichtjaar afstand van de aarde in het grote stervormingsgebied Rho Ophiuchi in het sterrenbeeld Ophiuchus. ‘We blijven maar prachtige dingen vinden hier’, zegt Ligterink. ‘Dat is des te mooier omdat dit stersysteem veel weg heeft van hoe onze zon er ooit moet hebben uitgezien.’
Twee maal bewijs
Gelijktijdig met het PILS-consortium vond ook een Spaans-Italiaans team bewijs voor de aanwezigheid van methylisocyanaat rond de jonge ster. Beide teams spoorden het molecuul op door te zoeken op een aantal karakteristieke golflengten in het radiospectrum. Ze ontdekten de unieke chemische vingerafdrukken in de warme, dichte cocons van stof en gas rondom de jonge sterren. Dit is het materiaal waaruit planeten ontstaan. Zo zijn ook de aarde en de overige planeten van ons zonnestelsel ooit ontstaan uit materiaal dat zich rond onze zon bevond.
Gelijkenissen met onze zon
Coauteur Ewine van Dishoeck onderstreept het belang van de ontdekking. ‘Deze jonge sterren vertonen grote gelijkenissen met onze eigen zon. In feite kijken we naar een snapshot van de zon in zijn kleuterjaren. Hieruit kunnen we veel leren over het ontstaan van ons eigen zonnestelsel.’
In hun artikel dat deze week verschijnt in MNRAS beschrijven de Leidse wetenschappers ook hoe methylisocyaat is ontstaan. ‘Waarnemen is één doel, maar begrijpen hoe moleculen ontstaan onder de extreme omstandigheden zoals die heersen rond een vormende ster, is zeker zo belangrijk’, aldus Van Dishoeck.
Ruimteomstandigheden nagebootst
In een unieke opstelling in het Laboratorium voor Astrofysica aan de Leidse Sterrewacht, gefinancierd met hulp van de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA), werden daartoe de chemische omstandigheden rondom IRAS 16293-2422 nagebootst. Coauteur Harold Linnartz: ‘Het is erg koud in de ruimte, waardoor op stofdeeltjes allerlei vrij eenvoudige moleculen vastvriezen. Wanneer die vervolgens bestraald worden met hard ultraviolet licht, dan blijkt het mogelijk te zijn methylisocyanaat te produceren.’
Ligterink sluit af: ‘De experimenten waren allesbehalve eenvoudig, omdat het molecuul ronduit giftig is. Wel laten ze eenduidig zien hoe methylisocyanaat op ijsdeeltjes kan worden gevormd, onder omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die in de interstellaire ruimte.’ Dit betekent dat dit molecuul – en daarmee ook een belangrijke voorwaarde voor de vorming van peptide-verbindingen – al rond jonge zonachtige sterren aanwezig is.