Анализ ранних результатов, проведенный исследователями Лаборатории формирования звезд и планет RIKEN, показывает, что телескоп Джеймса Вэбба способен обнаруживать сложные органические молекулы в облаках газа и льда, окружающих новорожденные звезды.
Протозвезда — это недавно сформировавшаяся звезда, которая все еще питается оболочкой материи, которая породила ее. В этих оболочках происходят химические реакции, которые превращают простые химические строительные блоки в более сложные органические молекулы, которые могут быть предшественниками молекул, необходимых для возникновения жизни.
Исследователи подозревают, что эти сложные органические молекулы образуются в результате химических реакций, происходящих на поверхности ледяных крупинок. Когда звезда нагревает молекулы, они выделяются изо льда и смешиваются с окружающим их газом.
«Мы хотим получить окончательное доказательство таких путей формирования. И телескоп Вебба предоставляет наилучшие возможности для этого», — говорит Яо-Лун Ян (Yao-Lun Yang) из Лаборатории формирования звезд и планет RIKEN.
Запущенный в декабре 2021 года, телескоп Вебба находится примерно в 1,5 миллионах километров от Земли. Ян и его коллеги использовали данные телескопа Mid-Infrared Instrument (MIRI), полученные в июле 2022 года, для изучения очень молодой протозвезды.
Когда молекулы поглощают определенные частоты инфракрасного света, они растягиваются и изгибаются по-разному в зависимости от их структуры. Поскольку каждый тип молекул поглощает инфракрасный свет на характерном наборе частот, инфракрасный спектр, обнаруженный MIRI, может определить, какие молекулы присутствуют вокруг протозвезды.
Предыдущие исследования протозвезды идентифицировали сложные органические молекулы в газовой фазе, MIRI предлагает гораздо более подробную картину, поскольку этот инструмент может обнаруживать органические молекулы во льду, где они, как считается, образуются.
Результаты подтверждают наличие в пыли водяного льда, двуокиси углерода и силикатов, а также таких молекул, как аммиак, метан, метанол, формальдегид и муравьиная кислота. Есть также намеки на этанол и ацетальдегид.
Протозвезды часто имеют оттоки и джеты, и эта протозвезда не исключение. MIRI сделал изображения, которые показывают структуру одного из оттоков звезды. Отток содержит смесь элементов, включая водород, железо, никель, неон, аргон и серу. Некоторые из них сосредоточены в относительно горячей струе, движущейся со скоростью около 200 километров в секунду. Эти выбросы наблюдаются, когда им, возможно, всего 170 лет — простое мгновение ока с точки зрения звездного развития.
«Мы начнем понимать, как возникает органическая химия», — говорит Ян. «И мы также обнаружим продолжительные воздействия на планетные системы, подобные нашей солнечной системе».
Работа опубликована в The Astrophysical Journal Letters.
Источник: Yao-Lun Yang et al, CORINOS. I. JWST/MIRI Spectroscopy and Imaging of a Class 0 Protostar IRAS 15398–3359, The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/aca289