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Seeds of Life in Space (SOLIS). II. Formamide in protostellar shocks: Evidence for gas-phase formation

Authors :
Izaskun Jiménez-Serra
Ana Chacón-Tanarro
Claudine Kahane
Andy Pon
R. Neri
Yoko Oya
Patrice Theulé
Leonardo Testi
Audrey Coutens
Paola Caselli
Charlotte Vastel
Serena Viti
François Dulieu
Jaime E. Pineda
R. Choudhury
P. Hily-Blant
J. Ospina
Fanny Vazart
Vincenzo Barone
Ana López-Sepulcre
Ian R. Sims
Laurent Wiesenfeld
Claudio Codella
Anna Punanova
Sandrine Bottinelli
Vianney Taquet
Francesco Fontani
Jacob C. Laas
A. Jaber Al-Edhari
Linda Podio
Cecilia Ceccarelli
Satoshi Yamamoto
Nami Sakai
Felipe O. Alves
Rafael Bachiller
Emmanuel Caux
S. Spezzano
D. Quénard
Nadia Balucani
Siyi Feng
Cécile Favre
Luca Bizzocchi
Cristina Puzzarini
Bertrand Lefloch
Piero Ugliengo
Anton Vasyunin
Jonathan Holdship
Dimitrios Skouteris
Albert Rimola
E. Bianchi
Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri (OAA)
Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)
Università degli Studi di Perugia (UNIPG)
INAF - Osservatorio Astronomico di Brera (OAB)
Southern University of Science and Technology [Shenzhen] (SUSTech)
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA)
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Queen Mary University of London (QMUL)
University College of London [London] (UCL)
ESAB
Universitad polytecnica de Cataluna
University of Western Ontario (UWO)
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE)
Max-Planck-Gesellschaft
Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG)
Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
departament de Quimica
Universitat Autònoma de Barcelona [Barcelona] (UAB)
RIKEN - Institute of Physical and Chemical Research [Japon] (RIKEN)
Scuola Normale Superiore di Pisa (SNS)
European Southern Observatory (ESO)
Physique des interactions ioniques et moléculaires (PIIM)
Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Università degli studi di Torino (UNITO)
Codella, C.
Ceccarelli, C.
Caselli, P.
Balucani, N.
Barone, V.
Fontani, F.
Lefloch, B.
Podio, L.
Viti, S.
Feng, S.
Bachiller, R.
Bianchi, E.
Dulieu, F.
Jiménez-Serra, I.
Holdship, J.
Neri, R.
Pineda, J.E.
Pon, A.
Sims, I.
Spezzano, S.
Vasyunin, A.I.
Alves, F.
Bizzocchi, L.
Bottinelli, S.
Caux, E.
Chacón-Tanarro, A.
Choudhury, R.
Coutens, A.
Favre, C.
Hily-Blant, P.
Kahane, C.
Jaber Al-Edhari, A.
Laas, J.
López-Sepulcre, A.
Ospina, J.
Oya, Y.
Punanova, A.
Puzzarini, C.
Quenard, D.
Rimola, A.
Sakai, N.
Skouteris, D.
Taquet, V.
Testi, L.
Theulé, P.
Ugliengo, P.
Vastel, C.
Vazart, F.
Wiesenfeld, L.
Yamamoto, S.
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG )
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Università degli Studi di Perugia = University of Perugia (UNIPG)
Southern University of Science and Technology (SUSTech)
LERMA Cergy (LERMA)
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)
Università degli studi di Torino = University of Turin (UNITO)
Pineda, J. E.
Vasyunin, A. I.
Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)
Source :
Astronomy & Astrophysics (0004-6361), 605, L3, Astronomy & Astrophysics, Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2017, 605, pp.L3. ⟨10.1051/0004-6361/201731249⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2017, 605, pp.L3. ⟨10.1051/0004-6361/201731249⟩
Publication Year :
2017

Abstract

Context: Modern versions of the Miller-Urey experiment claim that formamide (NH$_2$CHO) could be the starting point for the formation of metabolic and genetic macromolecules. Intriguingly, formamide is indeed observed in regions forming Solar-type stars as well as in external galaxies. Aims: How NH$_2$CHO is formed has been a puzzle for decades: our goal is to contribute to the hotly debated question of whether formamide is mostly formed via gas-phase or grain surface chemistry. Methods: We used the NOEMA interferometer to image NH$_2$CHO towards the L1157-B1 blue-shifted shock, a well known interstellar laboratory, to study how the components of dust mantles and cores released into the gas phase triggers the formation of formamide. Results: We report the first spatially resolved image (size $\sim$ 9", $\sim$ 2300 AU) of formamide emission in a shocked region around a Sun-like protostar: the line profiles are blueshifted and have a FWHM $\simeq$ 5 km s$^{-1}$. A column density of $N_{\rm NH_2CHO}$ = 8 $\times$ 10$^{12}$ cm$^{-1}$, and an abundance (with respect to H-nuclei) of 4 $\times$ 10$^{-9}$ are derived. We show a spatial segregation of formamide with respect to other organic species. Our observations, coupled with a chemical modelling analysis, indicate that the formamide observed in L1157-B1 is formed by gas-phase chemical process, and not on grain surfaces as previously suggested. Conclusions: The SOLIS interferometric observations of formamide provide direct evidence that this potentially crucial brick of life is efficiently formed in the gas-phase around Sun-like protostars.<br />7 pages, 1 table, 5 figures, A&A Letters, in press

Details

Language :
English
ISSN :
00046361
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy & Astrophysics (0004-6361), 605, L3, Astronomy & Astrophysics, Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2017, 605, pp.L3. ⟨10.1051/0004-6361/201731249⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2017, 605, pp.L3. ⟨10.1051/0004-6361/201731249⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....77b35689b0dd3997f2c1152f78d26748