Ученые использовали космический телескоп James Webb, чтобы исследовать ядро галактики IRAS 07251–0248, которая расположена не очень далеко от нас. Оказалось, что там много органических соединений, в частности полициклических ароматических углеводородов.
Ядро галактики IRAS 07251-0248
Исследование, проведенное Центром астробиологии (CAB), CSIC-INTA, с использованием модельных технологий, разработанных в Оксфордском университете, выявило беспрецедентное богатство небольших органических молекул в глубоком омраченном ядре соседней галактики благодаря наблюдениям, проведенным с помощью космического телескопа James Webb.
Работа, опубликованная в журнале Nature Astronomy, дает новые сведения о том, как сложные органические молекулы и углерод перерабатываются в некоторых из самых экстремальных сред во Вселенной. Исследование сосредотачивается на IRAS 07251-0248, яркой инфракрасной галактике, ядро которой скрыто за огромными массами газа и пыли. Этот материал поглощает большую часть излучения, производимого центральной сверхмассивной черной дырой, что делает ее чрезвычайно тяжелой для изучения с помощью обычных телескопов.
Однако инфракрасный диапазон волн проникает через пыль и предоставляет уникальную информацию об этих регионах, раскрывая доминирующие химические процессы в этом чрезвычайно запыленном ядре.
Богатство углеводородов
Команда использовала спектроскопические наблюдения по космическому телескопу JWST, охватывающим диапазон длин волн 3–28 микрон, совмещая данные из инструментов NIRSpec и MIRI. Эти наблюдения позволяют выявлять химические признаки молекул в газовой фазе, а также особенности льда и пылевых зерен.
Благодаря этим данным исследователи смогли охарактеризовать количество и температуру многочисленных химических соединений в ядре этой погребенной галактики.
Наблюдения обнаружили чрезвычайно богатый запас небольших органических молекул, включая бензол (C₆H₆), метан (CH₄), ацетилен (C₂H₂), диацетилен (C₄H₂) и триацетилен (C₆H₂), а также метильный Пути. Кроме молекул в газовой фазе было обнаружено большое количество твердых молекулярных материалов, таких как углеродные зерна и водяной лед.
«Мы обнаружили неожиданную химическую сложность с концентрациями, значительно превышающими прогнозы современных теоретических моделей», — объясняет главный автор исследования, доктор Исмаэль Гарсия Бернете, бывший сотрудник Оксфордского университета, а ныне исследователь CAB. — Это указывает на то, что в этих галактических ядрах должен быть постоянный источник углерода, который питает эту богатую химическую сеть».
Эти молекулы могут играть ключевую роль в качестве фундаментальных строительных блоков для сложной органической химии, представляющей интерес для процессов, связанных с жизнью.
Фабрики органических молекул во Вселенной
Анализ, включающий методы и теоретические модели полициклических ароматических углеводородов (ПАВ), разработанные группой из Оксфорда, свидетельствует о том, что наблюдаемые химические процессы нельзя объяснить высокими температурами или турбулентными движениями газа.
Зато результаты указывают на космические лучи, избыточные в этих экстремальных ядрах, как на причину фрагментации ПАВ и углеродных пылевых зерен, высвобождающих небольшие органические молекулы в газовую фазу.
В исследовании также выявлена четкая корреляция между содержанием углеводородов и интенсивностью ионизации космическими лучами в подобных галактиках, что подтверждает предложенный сценарий. Полученные результаты свидетельствуют, что глубоко затмеваемые галактические ядра могут служить фабриками органических молекул и играть ключевую роль в химической эволюции галактик.
Эта работа открывает новые возможности для изучения образования и переработки органических молекул в экстремальных космических условиях и демонстрирует огромный потенциал JWST для исследования до сих пор скрытых регионов Вселенной.
По материалам phys.org
