Вчені використали космічний телескоп James Webb, щоб досліди ядро галактики IRAS 07251–0248, яка розташована не дуже далеко від нас. Виявилося, що там багато органічних сполук, зокрема поліциклічних ароматичних вуглеводнів.
Ядро галактики IRAS 07251–0248
Дослідження, проведене Центром астробіології (CAB), CSIC-INTA, з використанням модельних технологій, розроблених в Оксфордському університеті, виявило безпрецедентне багатство невеликих органічних молекул у глибоко затьмареному ядрі сусідньої галактики завдяки спостереженням, проведеним за допомогою космічного телескопа James Webb (JWST).
Робота, опублікована в журналі Nature Astronomy, надає нові відомості про те, як складні органічні молекули та вуглець переробляються в деяких із найекстремальніших середовищ у Всесвіті. Дослідження зосереджується на IRAS 07251–0248, надзвичайно яскравій інфрачервоній галактиці, ядро якої приховане за величезними масами газу та пилу. Цей матеріал поглинає більшу частину випромінювання, що випускається центральною надмасивною чорною дірою; це робить її надзвичайно важкою для вивчення за допомогою звичайних телескопів.
Однак інфрачервоний діапазон хвиль проникає крізь пил і надає унікальну інформацію про ці регіони, розкриваючи переважні хімічні процеси в цьому надзвичайно запиленому ядрі.
Багатство вуглеводнів
Команда використовувала спектроскопічні спостереження з космічного телескопа JWST, що охоплюють діапазон довжин хвиль 3–28 мікрон, поєднуючи дані з інструментів NIRSpec і MIRI. Ці спостереження дозволяють виявляти хімічні ознаки молекул в газовій фазі, а також особливості льоду та пилових зерен.
Завдяки цим даним дослідники змогли охарактеризувати кількість і температуру численних хімічних сполук у ядрі цієї похованої галактики.
Спостереження виявили надзвичайно багатий запас невеликих органічних молекул, включаючи бензол (C₆H₆), метан (CH₄), ацетилен (C₂H₂), діацетилен (C₄H₂) і триацетилен (C₆H₂), а також метильний радикал (CH₃), виявлений вперше за межами Чумацького Шляху. Окрім молекул у газовій фазі, було виявлено велику кількість твердих молекулярних матеріалів, таких як вуглецеві зерна та водяний лід.
«Ми виявили несподівану хімічну складність, із концентраціями, що значно перевищують прогнози сучасних теоретичних моделей», — пояснює головний автор дослідження, доктор Ісмаель Гарсія Бернете, колишній співробітник Оксфордського університету, а нині дослідник CAB. — Це вказує на те, що в цих галактичних ядрах має бути постійне джерело вуглецю, яке живить цю багату хімічну мережу».
Ці молекули можуть відігравати ключову роль як фундаментальні будівельні блоки для складної органічної хімії, що представляє інтерес для процесів, пов’язаних із життям.
Фабрики органічних молекул у Всесвіті
Аналіз, що охоплює методи та теоретичні моделі поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПАВ), розроблені групою з Оксфорда, свідчить про те, що спостережувані хімічні процеси не можна пояснити лише високими температурами або турбулентними рухами газу.
Натомість результати вказують на космічні промені, які є в надлишку в цих екстремальних ядрах, як на причину фрагментації ПАВ та вуглецевих пилових зерен, що вивільняють невеликі органічні молекули в газову фазу.
У дослідженні також виявлено чітку кореляцію між вмістом вуглеводнів та інтенсивністю іонізації космічними променями в подібних галактиках, що підтверджує запропонований сценарій. Отримані результати свідчать, що глибоко затьмарені галактичні ядра можуть слугувати фабриками органічних молекул і відігравати ключову роль у хімічній еволюції галактик.
Ця робота відкриває нові можливості для вивчення утворення та перероблення органічних молекул в екстремальних космічних умовах і демонструє величезний потенціал JWST для дослідження регіонів Всесвіту, які досі залишалися прихованими.
За матеріалами phys.org
