Natuklasan ng ALMA ang mga organikong molekula sa paligid ng mga bagong silang na bituin sa loob ng labi ng supernova

Dalawang pugad ng bituin sa loob ng sinaunang pagsabog

Nakatuklas ang mga astronomo ng dalawang siksik na pugad ng mga bagong silang na bituin sa loob ng RX J1713.7-3946, ang lumalawak na labi ng pagsabog ng isang bituin mga 1,600 taon na ang nakalilipas. Naglalaman ang isang pugad ng mga kumplikadong organikong molekula na may hanggang siyam na atomo, ngunit kahawig ng mga matatagpuan sa paligid ng mga batang bituin sa mas karaniwang kapaligiran ang nasukat na proporsyon ng mga kemikal dito.

Ang pagkakatuklas, na ginawa gamit ang Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ang unang iniulat na pagkakita sa maiinit na molecular core sa loob ng labi ng supernova. Mga siksik na bulsa ang mga core na ito ng mainit na gas na nakapalibot sa mga bituing nabubuo pa. Nagbibigay sa mga astronomo ng bagong paraan para siyasatin kung kayang makaligtas ng mga sangkap ng mga susunod na sistemang planetaryo sa isang kalapit na pagsabog ng bituin ang pagkakatuklas sa mga ito sa isang rehiyong lantad sa malakas na radyasyon at mga bugso ng alon.

Nasa humigit-kumulang 3,600 light-year ang layo ng labi. Kapwa kaugnay ng mga protostar na mas malaki kaysa Araw ang dalawang core na pinangalanang HC1 at HC2. Nakatuon ang detalyadong pagsusuri sa kemikal sa HC1, kung saan nakakita ang pangkat ng mga molekulang may carbon, oxygen, nitrogen, sulfur at silicon.

Ipinahayag ng Gifu University ang mga resulta noong Hulyo 9, 2026. Itinatakda ng anunsiyo ng pananaliksik nito ang Hulyo 1, 2026 bilang petsa ng pagkakalathala sa The Astrophysical Journal. Isinagawa ang pag-aaral nina Takashi Shimonishi, associate professor sa Niigata University; Hidetoshi Sano, associate professor sa Gifu University; Kenji Furuya, mananaliksik sa RIKEN; at Yoko Oya, lecturer sa Kyoto University.

Tungkol sa pananatili ng mga kemikal ang pangunahing natuklasan, hindi tungkol sa pagkakita ng buhay. Maaaring makatulong ang mga organikong molekula sa kimikang may kaugnayan sa mga buhay na sistema, ngunit hindi sapat ang presensiya ng mga ito para patunayang naganap ang mga prosesong biyolohikal.

Mga naobserbahan ng ALMA

Inobserbahan ng pangkat ang rehiyon noong ALMA Cycle 11, noong Disyembre 2024 at Enero 2025. Natukoy na sa mga naunang obserbasyong radyo ang dalawang lokasyon bilang malamang na mga lugar ng pagbuo ng bituin, kasama ang ebidensiya ng mga bugso ng gas na tumutulak sa magkasalungat na direksiyon mula sa mga bagay na nakabaon doon.

Nakita ng ALMA ang isang siksik na pinagmumulan sa bawat lokasyon. Pinagsasama ng teleskopyo ang mga signal mula sa 66 antenang pinggan sa Disyerto ng Atacama sa hilagang Chile, sa taas na humigit-kumulang 5,000 metro. Sa mga obserbasyong ito, tinatayang 0.5 arcsecond ang anggulong resolusyon nito, kaya natukoy ng mga mananaliksik ang maliliit na kumpol ng molecular gas.

Tinutukoy ng papel ng pananaliksik ng pangkat ang dalawang bagay bilang mga Class I protostar na may katamtamang masa. Inilalarawan ng Class I ang maagang yugto kung kailan napalilibutan pa ng malaking dami ng materyal ang umuunlad na bituin. Wala sa dalawang bagay ang ganap nang bituin na katulad ng Araw sa kasalukuyan.

Nasa loob ng balot ng labi ang dalawang core, batay sa lokasyon ng mga sinag-X. Ipinakikita ng lokasyong ito ang kaugnayan ng mga ito sa kapaligiran ng supernova, ngunit hindi ibig sabihin na nalantad sa parehong radyasyon o bugso ng alon ang bawat bahagi ng mga core.

Bakit napakalamig pa rin ng isang mainit na core

Naglalaman ang HC1 ng molecular gas na tinatayang may densidad na mga 10 milyong molekula bawat sentimetro kubiko, temperaturang hindi bababa sa 100 kelvin, at kompaktong rehiyong naglalabas ng sinag na mas maliit sa 500 yunit pang-astronomiya. Ang isang yunit pang-astronomiya ay katumbas ng karaniwang distansiya ng Daigdig sa Araw.

Katumbas ng humigit-kumulang minus 173 digri Celsius ang temperaturang 100 kelvin. Malamig ito ayon sa pang-araw-araw na pamantayan, pero mainit kung ihahambing sa mga molecular cloud na pinagmumulan ng mga bituin. Ayon sa paliwanag ng ALMA, mas mababa sa minus 260 digri Celsius ang temperatura ng mga ulap na ito.

Mahalaga sa kimika ang pagkakaiba ng temperatura. Nabubuo at naiipon ang mga molekula bilang yelo sa ibabaw ng mga butil ng alikabok sa malamig na ulap. Kapag pinainit ng bagong silang na bituin ang kapaligiran nito, maaaring direktang maging gas ang mga yelong ito sa pamamagitan ng sublimation, kaya nagiging posible nang obserbahan sa radyo ang mga molekula ng mga ito. Samakatuwid, ipinakikita ng mainit na core ang bahagi ng imbentaryo ng mga kemikal na nasa materyal sa paligid ng umuunlad na bituin.

Iba't ibang kemikal, hindi katibayan ng biyolohiya

Kabilang sa mga natukoy na molekula ang methanol, ethanol, methyl formate, dimethyl ether at formamide. Iniulat din sa anunsiyo ng unibersidad ang tubig. Ipinakikita ng magkakasamang pagkakatuklas na naglalaman ang gas ng sari-saring uri ng kemikal, hindi lamang ng iisang natirang organikong compound.

Sa astronomiya, karaniwang binibigyang-kahulugan ang isang kumplikadong organikong molekula bilang organikong molekulang may hindi bababa sa anim na atomo. May hanggang siyam na atomo ang ilan sa mga molekulang natukoy sa HC1. Tumutukoy ang salitang “kumplikado” sa kayarian ng mga molekula ayon sa depinisyong astronomikal na ito, hindi sa napatunayang papel ng mga ito sa biyolohiya.

Mahalaga ang presensiya ng mga compound na ito dahil maaaring maging bahagi ng materyal na pinagmumulan ng mga sistemang planetaryo ang organikong bagay. Hindi nito ipinakikita na nabuo na ang mga planeta sa paligid ng mga protostar na ito, na tiyak na makararating ang materyal sa isang planeta, o na may nabubuhay roon.

Ganito inilarawan ni Shimonishi, na namuno sa pag-aaral sa Niigata University, ang mas malawak na kahalagahan ng pagkakatuklas:

"Maaaring mas sari-sari kaysa sa dating kinikilala ang mga kapaligirang maaaring maglaman ng mga kumplikadong organikong molekula — mga posibleng sangkap ng prebiotic chemistry," sabi ni Shimonishi.

Pinakamahalagang paghahambing ang mga proporsyon ng molekula

Bahagi lamang ng resulta ang pagkakita sa mga organikong molekula sa HC1. Inihambing din ng mga mananaliksik ang proporsyon ng piling mga molekula sa mga sukat mula sa maiinit na core at hot corino sa mas karaniwang mga rehiyon ng pagbuo ng bituin. Maiinit na rehiyong molekular ang hot corino na kaugnay ng mga protostar na medyo mababa ang masa, kabilang ang mga bituing mas kahawig ng Araw pagdating sa masa.

Sinuri sa pag-aaral ang methyl formate, dimethyl ether at acetaldehyde kaugnay ng methanol sa HC1. Sinukat din ang isang uri ng methanol na may deuterium, isang mas mabigat na isotopo ng hydrogen, kaugnay ng karaniwang methanol. Kabilang sa iba pang paghahambing ang carbonyl sulfide kaugnay ng methanol at ethyl cyanide kaugnay ng methyl cyanide.

Iniulat sa papel na hindi naiiba ang mga proporsyong ito ng column density sa mga nasukat sa mga lugar na ginamit na paghahambingan. Sinusukat ng column density kung gaano karaming materyal ang nasa direksiyon ng pagtanaw. Nakakatulong ang paggamit ng mga proporsyon sa paghahambing ng mga halo ng kemikal sa halip na basta paghahambing ng dami ng gas sa bawat bagay.

Mas eksakto ito kaysa sabihing magkapareho sa kimika ang HC1 at karaniwang pugad ng bituin. Walang nakitang pagkakaiba sa mga piling proporsyong ito batay sa mga sukat. Hindi nito pinatutunayang pareho ang bawat molekula, bawat pisikal na kalagayan o ang buong kasaysayan ng mga kemikal.

Marahas na kapaligiran, ngunit hindi pantay ang pagkakalantad

Batang labi ng supernova ang RX J1713.7-3946. Iniuugnay ng anunsiyo ng pananaliksik ng ALMA ang pagsabog nito sa pangyayaring naitala sa mga sinaunang dokumentong Tsino mga 1,600 taon na ang nakalilipas. Inilalarawan nito ang kapaligirang may matitinding cosmic ray, malakas na paglabas ng sinag-X at sinag-gamma, at mga bugso ng alon na naglalakbay nang libo-libong kilometro bawat segundo.

Mga partikulang may mataas na enerhiya ang cosmic ray. Kasama ng radyasyon at mga bugso ng alon, maaari nitong baguhin ang molecular gas at ang kimika nito. Nagbubunga ng magkasalungat na posibilidad ang ganitong mga kondisyon: maaaring magkapira-piraso ang mga molekula, samantalang maaari ring pasiglahin ang ilang reaksiyon. Ipinakikita ng mga bagong obserbasyon na mayaman sa iba't ibang molekula ang kapaligirang ito, ngunit hindi natutukoy ng mga ito ang bawat prosesong may pananagutan dito.

Mahalaga ang lokasyon ng HC1. Bagaman nasa loob ito ng balot, inilalagay ito ng papel ng pananaliksik malapit sa panlabas na gilid. Hindi kasingtiyak ng lokasyong tinukoy sa papel para sa HC1 ang ulat na nagsasabing malalim sa loob ng balot ang dalawang bagay. Hindi nangangahulugang nalantad ang isang bagay sa pinakamalulupit na kondisyon sa buong panahon ng labi ang pagiging nasa loob ng hangganan nito.

Dalawang posibleng dahilan kung bakit nanatili ang kimika

Nagmumungkahi ang mga mananaliksik ng dalawang paliwanag sa tila karaniwang proporsyon ng mga molekula sa HC1. Una ang limitadong panahon ng pagkakalantad. Maaaring kamakailan lamang nagsimulang malantad sa kapaligiran ng supernova ang paligid nito, kaya hindi pa nagkaroon ng sapat na panahon ang mga partikulang may mataas na enerhiya at radyasyon para magdulot ng masusukat na pagbabago sa kimika.

Ikalawa, maaaring pinalakas ng mga epekto ng supernova sa nakapaligid na gas ang mga magnetic field. Posibleng limitahan ng mga field na ito ang pagpasok ng cosmic ray sa siksik na core, kaya nababawasan ang isa sa mga paraang maaaring makapinsala sa mga molekula.

Mga posibilidad ang mga paliwanag na ito, hindi mga kumpirmadong mekanismo. Hindi ipinakikita ng mga obserbasyon kung alin sa mga ito ang nangingibabaw, kung pareho silang nakaaambag, o kung paano magbabago ang halo ng mga molekula habang nagpapatuloy ang pagkakalantad. Hindi maituturing na nasukat na panahon ng pagkakalantad ng HC1 ang tinatayang 1,600-taong edad ng labi.

Nililimitahan ng pagkakaibang ito ang pahayag tungkol sa pananatili ng mga molekula. Ipinakikita ng pag-aaral ang yaman ng mga kemikal sa isang pugad na matatagpuan sa loob ng kamakailang labi ng supernova. Hindi nito pinatutunayang nakaligtas nang walang pagbabago sa orihinal na pagsabog ang bawat natukoy na molekula o na mananatili nang walang hanggan ang kimika ng mga katulad na core.

Kahalagahan nito sa pinagmulan ng Araw

Nagmumula ang kaugnayan sa Araw sa ebidensiya ng mga radyaktibong isotopo na tinalakay sa anunsiyo ng ALMA. Ipinahihiwatig ng pagsusuri sa materyal mula sa sinaunang Sistemang Solar na maaaring nabuo ito sa kapaligirang naapektuhan ng mga pagsabog ng supernova. Dahil dito, kapaki-pakinabang pag-aralan ang mga protostellar core na malapit sa mga labi upang siyasatin ang posibleng kapaligiran kung saan ipinanganak ang Araw.

Nagbibigay ang pagkakatuklas ng aktuwal na halimbawang naoobserbahan ng yaman ng mga organikong molekula sa gayong kapaligiran. Dati, dahil walang natutukoy na mainit na core sa rehiyong naapektuhan ng kamakailang supernova, nagkaroon ng puwang sa pagitan ng iminungkahing kapaligiran at ng tuwirang mga sukat ng kimika ng maiinit na molekula.

Hindi eksaktong katulad ng batang Araw ang HC1 at HC2. Katamtaman ang masa ng mga protostar ng mga ito, at HC1 ang pinagtutuunan ng detalyadong paghahambing sa kimika. Mas tiyak ang ugnayang mapapakinabangan: maaaring manatiling sari-sari ang kimika ng materyal sa paligid ng nabubuong bituin sa loob ng kapaligiran ng supernova, kahit man lamang sa mga kondisyong nasukat dito.

Pagkakasunod-sunod ng mga pangyayari at mga susunod na obserbasyon

Ganito ang pagkakasunod-sunod ng mga obserbasyon at pagkakalathala:

• Mga 1,600 taon na ang nakalilipas: naganap ang pagsabog na lumikha sa RX J1713.7-3946, na iniugnay ng anunsiyo ng ALMA sa mga sinaunang tala ng Tsino.
• Disyembre 2024 at Enero 2025: inobserbahan ng ALMA ang dalawang lugar noong Cycle 11.
• Hulyo 1, 2026: lumabas ang pag-aaral sa The Astrophysical Journal, ayon sa Gifu University.
• Hulyo 9, 2026: inilabas ng Gifu University ang anunsiyo ng pananaliksik nito.

Tinutukoy rin ng anunsiyo ng ALMA ang The Astrophysical Journal bilang journal na naglathala ng pag-aaral, ngunit blangko ang inilagay nitong petsa ng publikasyon. Ibinigay ng Gifu University ang tiyak na petsa. Magkaparehong papel at DOI, 10.3847/1538-4357/ae6fba, ang tinutukoy sa dalawang opisyal na anunsiyo.

Nagpaplano ang pangkat ng mga karagdagang obserbasyon gamit ang ALMA. Binabanggit din sa anunsiyo ng institusyon na makatutulong ang mas malawak na mga obserbasyon sa radyo ng molecular gas at mga obserbasyong infrared ng alikabok at yelo para siyasatin ang mga kapaligirang ito. Wala pang inanunsiyong tiyak na petsa ng pagmamasid o palugit para sa mga bagong resulta.

Kailangang matukoy ng mga susunod na sukat kung kumakatawan ang HC1 sa karaniwan o naiiba ito, gaano kalaki ang proteksiyong ibinibigay ng paligid nito, at kung may katulad na proporsyon ng mga kemikal sa ibang mga pugad. Makakatulong ang pagmamasid sa mas maraming bagay para malaman kung pangkalahatang padron ito o resultang nakadepende sa lokasyon at kamakailang kasaysayan ng iisang core.

Mahahalagang Punto

• Nakatuklas ang ALMA ng dalawang mainit na molecular core, HC1 at HC2, sa loob ng labi ng supernova na RX J1713.7-3946.
• Mga 1,600 taon na ang edad ng labi at humigit-kumulang 3,600 light-year ang layo nito.
• Naglalaman ang HC1 ng mga kumplikadong organikong molekula na may hanggang siyam na atomo at gas na may temperaturang hindi bababa sa 100 kelvin.
• Tumutugma sa mga nasukat sa mas karaniwang mga rehiyon ng pagbuo ng bituin ang piling proporsyon ng mga molekula sa HC1.
• Mga iminungkahing paliwanag, hindi kumpirmadong sanhi, ang kamakailang pagkakalantad at proteksiyon ng magnetic field.
• Nakakatulong ang mga natuklasan sa pag-aaral ng posibleng mga kapaligirang pinagmulan ng Sistemang Solar, ngunit hindi ito katibayan ng buhay.
• May mga karagdagang obserbasyong pinaplano, ngunit wala pang inanunsiyong tiyak na petsa.