Universiteit Leiden

nl en
B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); NASA/JPL-Caltech/UCLA

Gas freon-40 blijkt niet geschikt als verklikker van leven

Astronomen hebben diep in de ruimte het het gas freon-40 gedecteerd. Dit molecuul staat ook bekend als methylchloride en wordt op aarde gevormd door biologische processen. Het is voor het eerst dat het in de interstellaire ruimte is gedetecteerd. De ontdekking wijst erop dat methylchloride niet zo geschikt is als verklikker van leven als werd gehoopt.

Bestaan van buitenaards leven lastig aan te tonen

De astronomen detecteerden het gas rond respectievelijk een jonge dubbelster en een komeet met behulp van de ALMA-telescoop in Chili en ESA’s ruimtesonde Rosetta. Het onderzoek verschijnt op maandaag 2 oktober in Nature Astronomy; onder anderen de Nederlandse astronomen Niels Ligterink en Ewine van Dishoeck (Sterrewacht Leiden) en Matthijs van der Wiel (ASTRON) werkten eraan mee. Daarnaast werd het onderzoek geleid door drie in Leiden gepromoveerde onderzoekers. Het resultaat onderstreept nog eens hoe moeilijk het is moleculen te vinden die het bestaan van buitenaards leven kunnen aantonen.

400 lichtjaar ver weg

Aan de hand van gegevens die zijn verzameld met ALMA in Chili en het ROSINA-instrument van ESA’s Rosetta-missie heeft het astronomenteam zwakke sporen ontdekt van freon-40 rond zowel het jonge stersysteem IRAS 16293-2422, ongeveer 400 lichtjaar van ons vandaan, als de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) in ons eigen zonnestelsel. Freon-40 is een zogeheten organohalogeen; de nieuwe ALMA-waarneming is de eerste detectie ooit van een verbinding uit deze klasse in de interstellaire ruimte.

ESOcast: ALMA en Rosetta detecteren freon-40 in het heelal (Engelstalig)

Teleurstellend

Organohalogenen bestaan uit halogenen, zoals chloor en fluor, die gebonden zijn aan koolstof en soms ook andere elementen. Op aarde worden deze verbindingen gevormd door bepaalde biologische processen die zich afspelen in de meest uiteenlopende organismen – van schimmels tot de mens. Ook ontstaan ze bij allerlei industriële processen, zoals de productie van kleurstoffen en medicijnen. De nu gepubliceerde ontdekking van een van deze verbindingen op plekken waar nog geen leven kan zijn ontstaan, kan als teleurstellend worden gezien, omdat eerder onderzoek had aangegeven dat deze moleculen op de aanwezigheid van leven zouden kunnen wijzen.

Niet voorzien

'De ontdekking van  freon-40 bij deze jonge, zonachtige sterren kwam als een verrassing', zegt Edith Fayolle, onderzoeker bij het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge in het Amerikaanse Massachusetts, en hoofdauteur van het artikel. 'We hebben de vorming ervan simpelweg niet voorzien en waren verrast het in zulke significante concentraties aan te treffen. Het staat nu vast dat deze moleculen zich gemakkelijk kunnen vormen in de kraamkamers van planeten, wat nieuwe inzichten oplevert over de chemische evolutie van planetenstelsels, inclusief het onze.'

Een indicatie van leven

Het exoplanetenonderzoek gaat inmiddels verder dan het opsporen van planeten (de teller is de 3000 inmiddels ruimschoots gepasseerd). Er wordt nu ook gezocht naar zogeheten biomarkers – chemische verbindingen die op de mogelijke aanwezigheid van leven kunnen wijzen. Een cruciale stap in dit proces is bepalen welke moleculen een indicatie van leven kunnen zijn, maar dat is netelige kwestie.

Oersoep

'ALMA’s ontdekking van methylchloride in het interstellaire medium vertelt ons ook iets over de uitgangssituatie voor organische chemie op planeten', voegt medeauteur Karin Öberg eraan toe. 'Het feit dat methylchloride ook in een komeet is gevonden betekent dat het een bestanddeel kan zijn van de zogeheten "oersoep", zowel op de jonge aarde als op pas gevormde rotsachtige exoplaneten.'

Astrobiologisch interessante moleculen

Medeauteur Jes Jørgensen van het Niels Bohr Instituut van de Universiteit van Kopenhagen voegt toe: 'Dit resultaat is een bewijs dat ALMA astrobiologisch interessante moleculen kan detecteren in vormende zonnestelsels. Eerder hebben we met ALMA al eenvoudige suikers en peptidebindingen  rond verschillende sterren ontdekt.' Ewine van Dishoeck beaamt: 'De bijkomende ontdekking van freon-40 rond komeet 67P/C-G toont aan dat er een duidelijk verband bestaat tussen de pre-biologische chemie rond jonge sterren en ons eigen zonnestelsel.'

Vorming jonge planeten

De astronomen hebben ook onderzocht hoe het zit met de relatieve hoeveelheden freon-40 die verschillende koolstofisotopen bevatten. Daaruit blijkt dat die verhoudingen voor het jonge stersysteem en de komeet ongeveer gelijk zijn. Dit onderbouwt het vermoeden dat een jong planetenstelsel de chemische samenstelling kan erven van de ster-vormende wolk waaruit het is voortgekomen. Dat betekent dat planeten al tijdens hun vormingsproces of anders via komeetinslagen van organohalogenen kunnen worden voorzien.

Beeld boven bericht: freon-40 ontdekt door ALMA rondom jonge sterren in IRAS 16293-2422