De infrarode 'vingerafdruk' van pas geboren sterren heeft opnieuw een van z'n raadsels prijsgegeven. In het Sackler-laboratorium voor Astrofysica aan de Leidse Sterrenwacht is nu ondubbelzinnig vastgesteld dat een bepaald kenmerk in het infrarood spectrum van zulke sterren - de absorbtielijn bij een golflengte van 6,85 micron - veroorzaakt wordt door ijs met ammonia-zouten. Chemische reacties met ammonia spelen een sleutelrol bij het ontstaan van aminozuren, de bouwstenen van de eiwitten waaruit alle levende wezens bestaan. Dit nieuwe resultaat ondersteunt eerder Leidse onderzoek waaruit bleek dat aminozuren zich al in de ruimte rond jonge sterren vormen.
De 6,85 micron absorbtielijn werd in 1977 voor het eerst waargenomen bij jonge sterren die nog verduisterd worden door de wolk van gas en stof waaruit ze net ontstaan zijn. Deze selectieve absorbtie van het sterrelicht moest veroorzaakt worden door een chemische stof in de omringende wolk, maar welke precies is 25 jaar lang raadselachtig gebleven. Een serie experimenten door Willem Schutte in samenwerking met Raj Khanna van de universiteit van Maryland, V.S., heeft nu aangetoond dat deze lichtabsorbtie in het laboratorium gereproduceerd wordt door het ammonium ion, NH4+, in een ijsmengsel van bevroren water (H2O), kooldioxide (CO2) en zuurstof (O2).
Hoewel deze identificatie al in 1989 was gesuggereerd door Sackler-lab onderzoeker Grim, is het nu pas gelukt om het definitieve experimentele bewijs te leveren. Recente waarnemingen met de satelliet ISO (Infrared Space Observatory) laten zien dat de 6,85 micron lijn 'verschuift' naar een langere golflengte naarmate sterren door een minder koude stofwolk zijn omgeven. Dit gedrag was in de vacuumkamer van het Sackler-lab - waar de omstandigheden in de ruimte tussen de sterren worden nagebootst- zeer goed reproduceerbaar. Het ammonium ion bleek tevens verantwoordelijk voor een tweede infrarood absorbtielijn, bij 3,26 micron.
Het nu aangetoonde NH4+ duidt erop dat het ijs tussen de sterren (dat in de vorm van minuscule korreltjes door de ruimte zweeft) voor een aanzienlijk deel - tot 15 procent- uit zouten als ammonium-nitraat, -bicarbonaat of -sulfaat bestaat. De aanwezigheid van het NH4+ ion bewijst ook dat ammonia (NH3) in interstellair ijs voorkomt, omdat NH4+ een product is van chemische reacties tussen ammonia en bevroren zuren.
Recentelijk rapporteerden de Leidse onderzoeker Munoz Caro en collega's, samen met Bernstein en collega's van NASA, dat bij bestraling van zulk ijs met UV- licht allerlei aminozuren gevormd worden. Dit nieuwe onderzoeksresultaat uit het Sackler Laboratorium ondersteunt daarom de mogelijkheid dat een grote varieteit aan moleculaire bouwstenen voor het leven al in de ruimte rond jonge sterren gevormd wordt.
Deze resultaten worden binnenkort gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics.
Preprint op de A&A server
Meer informatie over het Sackler-laboratorium
Contactpersoon:
dr. Willem Schutte
Raymond en Beverly Sackler Laboratorium voor Astrofysica, Sterrewacht Leiden.
schutte@strw.leidenuniv.nl