Учёные из лаборатории астрохимических исследований Уральского федерального университета впервые установили количество метана в газе и пыли молодой области звездообразования IRAS 23385+6053 (область массивной, примерно 220 солнечных масс, находящаяся в родительском молекулярном облаке). Полученные данные приближают учёных к разгадке механизмов образования пребиотически значимой молекулы метана в космосе. Эта молекула считается предшественником более сложных молекул и играет важную роль в зарождении жизни.
Руководитель научной группы и лаборатории астрохимических исследований УрФУ Антон Васюнин вместе с установкой для изучения молекул метана.
Метанообразование в межзвездных облаках изучается с помощью полученных данных. Исследователи указывают, что соотношение метана в газе и льду варьируется в зависимости от процесса его образования.
Получена важная информация о составе межзвездного льда, который может сформировать сложные органические молекулы. Часть из этого, вероятно, превратится в океаны на будущих планетах.
Объект IRAS 23385+6053 давно привлекает внимание астрономов. Это молодая область звездообразования с большой массой и сложной структурой, состоящей из шести плотных ядер, двух молодых звездных объектов, расположенных близко, и трех высокоскоростных истечений. Область состоит из относительно холодного газа и пыли (почти 50 Кельвинов) и теплого газа (почти 400 Кельвинов).
Известно ли нам точно, являются ли обнаруженные свойства характерными для всех подобных протозвезд? Пока ответить на этот вопрос нельзя. Спектр метана объекта IRAS 23385+6053 немного отличается от имеющейся небольшой выборки, с которой мы сравнивали его. Определенно сказать, является ли он уникальным объектом или нет, также невозможно. Для установления этого необходимо собрать большое количество данных, новых наблюдений протозвезд, которые планируется получить с помощью космического телескопа им. Джеймса Уэбба, а в будущем — при помощи новейших российских инструментов, — добавляет Антон Васюнин.
Астрохимики УрФУ проанализировали межзвездную пыль и межзвездный газ одновременно. В результате выяснилось количество метана на пыли в виде льда и в межзвездном газе. Определено, что метан может находиться на поверхности пылевой частицы среди воды и диоксида углерода. При этом около 15% всего метана в объекте находится в газе.
Наблюдения в инфракрасном диапазоне позволяют одновременно изучать межзвездный газ и межзвездный лёд. Благодаря запуску новой космической обсерватории им. Джеймса Уэбба качество получаемых инфракрасных спектров областей звездообразования существенно возросло, что позволило исследовать состав межзвездного льда и межзвездного газа одновременно с высокой точностью, — рассказывает автор статьи лаборант-исследователь лаборатории астрохимических исследований УрФУ Руслан Накибов. Для анализа полученных с телескопа спектров протозвезды IRAS 23385+6053 использована установка ISEAge Уральского федерального университета, которая позволяет выращивать и исследовать аналоги космических льдов в условиях сверхвысокого вакуума и сверхнизких температур.
Исследование выполнялось на специальном оснащении УрФУ, купленном с помощью средств Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Детальное описание работы представлено учёными. опубликовали Статья опубликована в журнале «Письма по астрофизике». Исследование также финансировалось Российским научным фондом (проект № 23-13-00315).
Справка
Метан (CH4) — одна из самых распространенных молекул во Вселенной. Его обнаружили как в твердом, так и в газообразном виде во многих астрохимических объектах: молекулярных облаках, протозвездах, кометах, атмосферах планет, экзопланетах и спутниках. Это простейшая углеродистая молекула, считающаяся предшественником более сложных углеродных молекул и играющая важную роль в тепловой химии углеродной цепи. Метан также имеет астробиологическое значение для исследований планет: возможно, метан является биосигнатурой — любым проявлением последствий жизнедеятельности, научно подтверждающим существование жизни в прошлом или настоящем.
В газопылевых облаках метан встречается как в газообразном, так и в ледяном виде. Газообразный метан располагается в межзвездном газе, ледяной — в ледяных корочках микроскопических межзвездных пылевых частиц. Корочки состоят из различных молекул (воды, оксида и диоксида углерода, аммиака, метана и др.). Предполагается, что в них происходят химические реакции, например, ведущие к образованию сложных органических молекул, которые затем развиваются в органическую материю.
Источник информации и изображения: пресс-служба УрФУ.