Astronomen, die ALMA verwendeten, fanden komplexe organische Moleküle um den jungen Stern V883 Ori (im Sternbild Orion). Ein plötzlicher Blitz setzte Moleküle aus eisigen Verbindungen in die Planetenscheibe frei. Die chemische Zusammensetzung der Scheibe konvergiert im modernen Sonnensystem mit Kometen. Die Empfindlichkeit von ALMA ermöglicht es Wissenschaftlern, die Entwicklung organischer Moleküle vom Moment der Geburt unseres Systems bis zu den heute beobachteten Objekten zu rekonstruieren.
Orange bedeutet Staubverteilung und Blau bedeutet Methanol (organisches Molekül)
Mit dem ALMA-Submillimeter-Array konnten komplexe organische Moleküle wie Methanol (CH3OH), Aceton (CH3COCH3), Acetaldehyd (CH3CHO), Methylformiat (CH3OCHO) und Acetonitril (CH3CN) nachgewiesen werden. Und dies war das erste Mal, dass es definitiv möglich war, Aceton in einer protoplanetaren Scheibe (einer Region der Planetenbildung) zu fixieren.
Verschiedene Moleküle sind im Eis um Staubpartikel in protoplanetaren Scheiben gefroren. Ein unerwarteter Blitz im Stern V883 Ori erhitzt die Scheibe, sublimiert das Eis und setzt die Moleküle in Gas um. Das Gebiet in der Scheibe, in dem die Temperatur die Sublimationsrate erreicht, wird als Schneegrenze bezeichnet. Typischerweise decken die Radien solcher Linien mehrere astronomische Einheiten ab, aber sie vergrößern sich um das Zehnfache um die blinkenden Sterne.
Der äußere Teil der Scheibe ist kalt und die Staubpartikel sind mit Eis bedeckt. ALMA gelang es, eine Vielzahl komplexer organischer Moleküle um eine Schneelinie von Wasser in einer Scheibe zu finden.
Es wird angenommen, dass Eis zusammen mit gefrorenen organischen Molekülen eng mit dem Ursprung des Lebens auf den Planeten zusammenhängt. Im Sonnensystem liegt der Schwerpunkt aufgrund des Reichtums an Eisverbindungen auf Kometen. Zum Beispiel gelang es der Rosetta-Mission, eine reichhaltige organische Chemie um den Kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko zu finden.
Wissenschaftler glauben, dass sich Kometen im äußeren und kühleren Bereich des Proto-Sonnensystems gebildet haben, wo sich die Moleküle im Eis befanden. Die Untersuchung der chemischen Zusammensetzung protoplanetarer Scheiben steht daher in direktem Zusammenhang mit der Untersuchung der Herkunft organischer Moleküle und der Bausteine des Lebens.
Aufgrund der Schärfe des ALMA-Blicks und der erhöhten Schneegrenze (aufgrund eines Sternblitzes) konnte die räumliche Verteilung von Methanol und Acetaldehyd abgeleitet werden. Ihre Verteilung ähnelt einer Ringstruktur mit einem Radius von 60 a. das ist die doppelte Umlaufbahn von Neptun. Es wird vermutet, dass in diesem Ring Moleküle unsichtbar erscheinen, da sie von einer dichten Staubwand verborgen und gefroren sind.
Schematische Darstellung der Zusammensetzung protoplanetarer Scheiben im Normalzustand und in der Auswurfphase. V883 Ori durchläuft den Blitz und die Temperaturerhöhung der Scheibe drückt die Schneegrenze nach außen. Daher werden Moleküle im Eis in das Gas freigesetzt.
V883 Ori ist ein junger Stern, der im Sternbild Orion mit einer Entfernung von 1300 Lichtjahren lebt. Solche Blitze dauern ungefähr 100 Jahre, weshalb es selten möglich ist, das Ereignis zu beobachten. Da jedoch junge Sternobjekte mit einem breiten Spektrum an Altersstufen solche Blitze erleiden, erwarten die Astronomen, dass sie in der Lage sind, die chemische Zusammensetzung des Eises während der Entwicklung junger Sterne zu verfolgen.
