Menggunakan Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), tim astronom internasional mengumumkan deteksi 17 molekul organik kompleks (COM) dalam cakram protoplanet yang mengelilingi bintang jauh.

Ini termasuk deteksi tentatif pertama etilen glikol (CH OH) dan glikolonitril (HOCH CN), yang diyakini sebagai blok penyusun asam amino dan prekursornya.

Meskipun molekul-molekul ini telah terdeteksi di luar angkasa sebelumnya, ini adalah pertama kalinya para ilmuwan mengamatinya dalam cakram pembentuk planet di sekitar protobintang, yang menawarkan petunjuk menarik tentang asal usul kehidupan di Alam Semesta.

Tim ini dipimpin oleh Abubakar Fadul, seorang ilmuwan tamu di Departemen Pembentukan Planet dan Bintang di Institut Astronomi Max Planck (MPIA).

Ia bergabung dengan sesama anggota MPIA dan peneliti dari Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, Columbia University, Purdue University, University of California Berkeley, dan University of Michigan.

Makalah yang menjelaskan temuan mereka baru-baru ini dipublikasikan secara daring, masing-masing di Astronomical Journal dan Astrophysical Journal.

Molekul organik yang mereka identifikasi ditemukan di cakram yang mengelilingi V883 Orionis, sebuah protobintang yang terletak sekitar 1.350 tahun cahaya jauhnya di konstelasi Orion. COM adalah molekul dengan lebih dari lima atom dan setidaknya satu atom karbon.

Deteksi glikolonitril sangat penting karena merupakan prekursor dalam asam amino glisin dan alanin, serta basa nukleotida adenin, salah satu dari empat asam amino penyusun DNA dan RNA.

Penemuan COM di cakram protoplanet V883 Orionis telah membantu memecahkan teka-teki abadi mengenai evolusi molekul organik dalam sistem bintang.

Transisi protobintang dingin menjadi bintang muda dengan cakram protoplanet disertai fase yang ditandai oleh gelombang kejut dan radiasi intens yang mengganggu gas dan debu di dalam cakram.

Proses dahsyat ini diperkirakan menghancurkan sebagian besar molekul kompleks yang terbentuk di awal sejarah suatu sistem.

Hal ini mendorong para ilmuwan untuk mengusulkan "skenario reset", di mana COM harus diciptakan kembali di dalam cakram tempat sistem planet, asteroid, dan komet terbentuk.

Sebagaimana dijelaskan Kamber Schwarz, seorang ilmuwan MPIA dan rekan penulis, dalam siaran pers MPIA.

Sekarang tampaknya yang terjadi justru sebaliknya. Hasil kami menunjukkan bahwa cakram protoplanet mewarisi molekul kompleks dari tahap sebelumnya, dan pembentukan molekul kompleks dapat berlanjut selama tahap cakram protoplanet.

Masalah utama dengan "skenario reset" adalah bahwa COM tidak akan memiliki cukup waktu untuk terbentuk dalam jumlah yang signifikan selama transisi bintang dari fase protobintang menjadi bintang muda yang dikelilingi oleh cakram protoplanet.

Sebaliknya, temuan-temuan ini menunjukkan bahwa kondisi-kondisi yang memicu proses-proses biologis sudah ada sejak awal evolusi matahari, alih-alih terbatas pada sistem-sistem planet individual di kemudian hari.

“Temuan kami menunjukkan adanya garis lurus pengayaan kimia dan peningkatan kompleksitas antara awan antarbintang dan sistem planet yang telah berevolusi sepenuhnya,” tambah Abubakar Fadul.

Temuan ini juga menunjukkan bahwa kelimpahan dan kompleksitas COM meningkat seiring cakram protoplanet berevolusi menjadi sistem planet, yang berarti bahwa unsur-unsur pembentuk kehidupan sudah ada dalam sistem bintang sejak tahap paling awal.

Dalam studi-studi sebelumnya, para astronom mengidentifikasi molekul-molekul organik sederhana (seperti metanol) di pembibitan bintang, awan debu dan gas padat yang melahirkan bintang-bintang baru.

Tushar Suhasaria, salah satu penulis dan kepala Laboratorium Asal Usul Kehidupan MPIA, mengatakan bahwa pembibitan yang sama ini dapat mengandung senyawa-senyawa kompleks seperti yang diidentifikasi di sekitar V883 Orionis:

"Kami baru-baru ini menemukan bahwa etilen glikol dapat terbentuk melalui iradiasi UV etanolamina, sebuah molekul yang baru-baru ini ditemukan di luar angkasa."

Temuan ini mendukung gagasan bahwa etilen glikol dapat terbentuk di lingkungan tersebut, tetapi juga pada tahap evolusi molekuler selanjutnya, di mana radiasi UV dominan.

Sementara itu, asam amino, gula, dan nukleobasa (yang menyusun DNA dan RNA) telah ditemukan di asteroid, meteorit, dan komet di Tata Surya.

Karena reaksi kimia yang menghasilkan COM terjadi dalam kondisi dingin, molekul-molekul yang sama ini pasti terdapat dalam jumlah yang lebih besar di bagian dalamnya.

Meskipun molekul-molekul ini tidak dapat diakses tanpa pengeboran, komet mengalami pelepasan gas saat mereka semakin dekat dengan Matahari.

Seiring dengan pemanasan matahari, komet akan membentuk ekor (atau halo) gas dan debu, yang dapat dipelajari oleh para astronom untuk mengidentifikasi tanda-tanda spektral molekul organik.

Proses ini juga terjadi di sistem V883 Orionis, tempat bintang tersebut masih mengakresi gas dari cakram di sekitarnya, yang akhirnya memicu reaksi fusi di intinya.

Selama periode ini, gas memanas dan melepaskan semburan radiasi intens yang cukup kuat untuk memanaskan cakram di sekitarnya, melepaskan molekul organik yang terdeteksi oleh tim.

Molekul kompleks, termasuk etilen glikol dan glikolonitril, memancar pada frekuensi radio.

ALMA sangat cocok untuk mendeteksi sinyal-sinyal tersebut. Meskipun hasil ini menarik, peneliti masih belum menguraikan semua tanda yang kami temukan dalam spektrum kami.

Data beresolusi lebih tinggi akan mengonfirmasi deteksi etilen glikol dan glikolonitril, dan bahkan mungkin mengungkap zat kimia yang lebih kompleks yang belum kami identifikasi.

Temuan ini juga memberikan peluang untuk investigasi lanjutan yang mencari molekul di bagian lain spektrum elektromagnetik.

Para astronom dapat mengidentifikasi molekul yang lebih berevolusi seperti asam amino.

Jika teori ini dikonfirmasi, maka akan terungkap bagaimana bahan-bahan untuk kehidupan didistribusikan ke seluruh Tata Surya awal, yang dapat memberikan petunjuk tentang di mana lagi ia mungkin ditemukan.