Astronomer som använder Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har upptäckt det svaga molekylära fingeravtrycket av metylklorid - en kemikalie som vanligtvis produceras av industriella och biologiska processer här på jorden - runt ett spädbarnsstjärnsystem känt som IRAS 16293-2422. Spår av denna organiska förening upptäcktes också i den tunna atmosfären av kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) av rymdsonden Rosetta.

Metylklorid (CH3Cl), även känd som Freon-40, är en av en klass av molekyler som kallas organohalogener. Denna nya ALMA-observation är den första detekteringen någonsin av en stabil organohalogen i det interstellära rymden. Resultaten publiceras i tidskriften Natur astronomi .

Den kosmiska upptäckten av denna organiska förening, dock, är nedslående nyheter för astrobiologer, som tidigare föreslog att man skulle söka efter metylklorid i främmande världars atmosfärer som en möjlig indikator på liv. De senaste upptäckterna av ALMA och Rosetta väcker tvivel om det förslaget, dock. De indikerar att metylklorid bildas naturligt i interstellära moln och varar tillräckligt länge för att bli en del av ett bildande solsystem.

IRAS 16293-2422 är en samling av flera spädbarnsstjärnor, eller protostjärnor, var och en har ungefär samma massa som vår sol. Den ligger cirka 400 ljusår från jorden och är fortfarande omgiven av sin födelsekokong av damm och gas.

"Hitta organohalogener nära dessa ungar, Solliknande stjärnor var överraskande, " sa huvudförfattaren Edith Fayolle, en forskare vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) i Cambridge, Massa., vid tidpunkten för upptäckten. "Vi förutspådde helt enkelt inte dess bildning och blev förvånade över att hitta den i så betydande koncentrationer. Det är klart nu att dessa molekyler snabbt bildas i stjärnväxter, ge insikter i den kemiska utvecklingen av solsystem, inklusive vår egen."

"ALMA:s upptäckt av organohalogener i det interstellära mediet säger oss också något om startvillkoren för organisk kemi på planeter. Sådan kemi är ett viktigt steg mot livets ursprung, sa Karin Öberg, en astrokemist vid CfA och medförfattare till studien. "Baserat på vår upptäckt, organohalogener är sannolikt en beståndsdel i den så kallade "ursoppan", både på den unga jorden och på nybildade steniga exoplaneter."

ALMA kan fungera som en interstellär kemisk analysator genom att detektera de svaga radiosignalerna som naturligt sänds ut av molekyler i rymden. Varje molekyl har ett distinkt fingeravtryck, eller serie av spikar, i radiospektrumet. För stora, organiska molekyler, dock, den signalen kan vara svår att upptäcka. Större molekyler avger ett bredare spektrum, även om det senare blev svagare, serie av spikar i spektrumet. Det krävs otroligt känsliga instrument som ALMA för att reta ut signalen från molekyler som metylklorid.

Rymdfarkosten Rosetta kunde detektera molekylen i atmosfären hos kometen 67P/C-G med hjälp av instrumentet ombord känt som Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA).

"ROSINA kunde fånga några av molekylerna runt kometen, separera dem med massa, och räkna dem med en utsökt precision, " sa Kathrin Altwegg vid universitetet i Bern, Schweiz, och huvudutredare för ROSINA. "Det här mycket känsliga instrumentet gjorde det möjligt för oss att upptäcka en mängd kemikalier runt kometen, inklusive den som också upptäcktes av ALMA långt från vårt solsystem."

Forskarna noterar också att rikliga organohalogener runt en ung solliknande analog visar att den organiska kemin som finns i det interstellära mediet involverar halogener, som tidigare inte var känt.

Dessutom, både ALMA och Rosetta upptäckte denna molekyl i liknande överflödsförhållanden. Eftersom kometer är en kvarleva från bildandet av vårt solsystem och behåller ett kemiskt fingeravtryck från den eran, de nya observationerna stödjer tanken att ett ungt solsystem kan ärva den kemiska sammansättningen av sitt modermoln som bildar stjärna.

"Det här gör, dock, ställ frågan:Hur mycket av kometens organiska innehåll ärvs direkt från de tidiga stadierna av stjärnbildning?" sa Fayolle. "Ytterligare sökningar efter organohalogener runt andra protostjärnor och kometer måste göras för att hjälpa till att hitta svaret."