Theo các lý thuyết được chấp nhận rộng rãi, Hệ mặt trời hình thành cách đây khoảng 4,6 tỷ năm từ một đám mây bụi và khí khổng lồ (hay còn gọi là Lý thuyết tinh vân). Quá trình này bắt đầu khi tinh vân trải qua sự sụp đổ lực hấp dẫn ở trung tâm trở thành Mặt trời của chúng ta. Bụi và khí còn lại tạo thành một đĩa hình thành hành tinh (theo thời gian) được tích tụ để tạo thành các hành tinh.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn không chắc chắn về thời điểm các phân tử hữu cơ xuất hiện lần đầu tiên trong Hệ Mặt trời của chúng ta. May mắn thay, một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế có thể giúp trả lời câu hỏi đó. Sử dụng Atacama Large Millim-milimét Array (ALMA), nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra các phân tử hữu cơ phức tạp xung quanh ngôi sao trẻ V883 Ori, một ngày nào đó có thể dẫn đến sự xuất hiện của sự sống trong hệ thống đó.
Nghiên cứu mô tả những phát hiện của họ gần đây đã xuất hiện trên tạp chí khoa học Thiên văn học thiên nhiên. Như họ chỉ ra trong nghiên cứu của mình, nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu ALMA để phân biệt sự hiện diện của các phân tử hữu cơ phức tạp (COM) xung quanh V883 Ori - một ngôi sao trẻ nằm cách Trái đất khoảng 1300 năm ánh sáng được bao quanh bởi một đĩa hình thành hành tinh.
Những quan sát này đã được thực hiện nhờ vào sự gia tăng đột ngột của độ sáng ngôi sao, do một dòng vật chất bùng nổ chảy từ đĩa vào ngôi sao (được gọi là sự bùng nổ của loại FU Orionis). Sự bùng nổ này đã làm nóng đĩa tiền điện tử và làm cho các hạt băng giá tan chảy, cũng như đẩy ranh giới của ngôi sao Dòng sông Frost Line ra ngoài đáng kể.
Một Frost Line (hay còn gọi là dòng tuyết tuyết) là khu vực xung quanh một ngôi sao nơi nhiệt độ trở nên đủ thấp để các nguyên tố dễ bay hơi (nước, carbon dioxide, metan, amoniac, v.v.) sẽ thăng hoa để tạo thành băng. Xung quanh các ngôi sao trẻ bình thường, bán kính của Frost Lines là khoảng một vài đơn vị thiên văn (AU), nhưng có thể phóng to lên với hệ số gần 10 xung quanh các ngôi sao đang nổ.
Khi V883 Ori trải qua sự bùng nổ của nó, nó đã khiến các hạt băng giá trong hệ thống bảo vệ đĩa của hệ thống thăng hoa và kích hoạt giải phóng COM. Chúng bao gồm methanol (CH3OH), acetone (CH3COCH3), acetaldehyd (CH3CHO), metyl formate (CH3OCHO) và acetonitril (CH3CN) - các phân tử, cũng như các COM khác, có thể liên quan đến sự hình thành sự sống trong các hệ hành tinh.
Như Jeong-Eun Lee, một nhà thiên văn học của Trường Nghiên cứu Vũ trụ, Đại học Kyung Hee và là tác giả chính của bài báo, đã giải thích trong một thông cáo báo chí của ALMA:
Thật khó để hình ảnh một đĩa trên quy mô của một vài AU với các kính thiên văn hiện tại. Tuy nhiên, xung quanh một ngôi sao bộc phát, băng tan chảy trong một khu vực rộng hơn của đĩa và dễ dàng hơn để thấy sự phân bố của các phân tử. Chúng tôi quan tâm đến việc phân phối các phân tử hữu cơ phức tạp như các khối xây dựng của sự sống.
Sự bùng nổ của ngôi sao, cùng với khả năng chụp ảnh nhạy cảm của ALMA, cũng cho phép nhóm nghiên cứu có được sự phân bố không gian của các COM được quan sát. Dựa trên phân tích của họ, nhóm nghiên cứu đã kết luận rằng các phân tử mà họ phát hiện có cấu trúc giống như vòng với bán kính khoảng 60 AU xung quanh V883 Ori.
Điều đặc biệt thú vị là thành phần hóa học của đĩa V883 Ori, tương tự như sao chổi trong Hệ Mặt trời hiện đại. Sao chổi là trọng tâm của sự chú ý nghiên cứu đáng kể vì chúng được cho là có vai trò trong việc lan truyền nước và các phân tử hữu cơ trong những ngày đầu của Hệ Mặt trời.
Những sao chổi này được cho là đã hình thành ở ngoài vũ trụ của Hệ Mặt trời (Đám mây Oort hiện đại) nơi các phân tử hữu cơ được chứa trong băng. Bởi vì điều này, nghiên cứu thành phần hóa học của các đĩa tiền đạo có liên quan trực tiếp đến nghiên cứu thành phần của sao chổi và nguồn gốc sự sống của Trái đất.
Như Yuri Aikawa, một thành viên của nhóm nghiên cứu từ Đại học Tokyo, đã giải thích:
Vì các hành tinh đá và băng giá được làm từ vật liệu rắn, thành phần hóa học của chất rắn trong đĩa có tầm quan trọng đặc biệt. Một sự bùng nổ là một cơ hội duy nhất để điều tra sự thăng hoa mới, và do đó thành phần của chất rắn.
Cơ hội để quan sát các vụ nổ là khá hiếm, vì chúng chỉ tồn tại trong 100 năm hoặc lâu hơn. Tuy nhiên, các ngôi sao trẻ với nhiều lứa tuổi đã được biết là đã trải qua các vụ nổ FU Ori, vì vậy các nhà thiên văn học hy vọng có thể chứng kiến nhiều sự kiện này trong tương lai - và trong quá trình, xác định thành phần hóa học của các đĩa tiền đạo hơn.
Nghiên cứu này sẽ không chỉ cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về thành phần hóa học của ices phát triển xung quanh các ngôi sao trẻ. Nó cũng sẽ cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về cách các phân tử hữu cơ phát triển giữa sự ra đời của Hệ Mặt trời và ngày nay, điều này sẽ tiết lộ nhiều điều về nguồn gốc của sự sống!
