Планетарная туманность Бабочка (NGC 6302), находящаяся на удалении примерно в 3400 световых лет от нашей планеты, является местом, где активно формируются сложные молекулы и кристаллические частицы пыли. Этот вывод был сделан астрономами после детального изучения NGC 6302 с использованием космической обсерватории «Джеймс Уэбб».
Космическая бабочка» — одна из самых запутанных структур, наблюдаемых среди полярных туманностей, состоит из газовой оболочки, ионизированной вокруг звезды в центре — будущей звезды типа белого карлика. Впервые изображение NGC 6302 появилось благодаря американскому астроному Эдуарду Барнарду в 1906 году. Однако до настоящего времени не представлялось возможным точно определить светило, температура поверхности которого превышает 200 000 °C, при наблюдениях в оптическом диапазоне.
Теперь авторы нового исследования, опубликованного в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical, обнаружили: излучение центральной звезды туманности настолько мощное, что ионизирует атомы до экстремальных состояний, формируя линии элементов с энергиями до 205 электронвольт. Разные газы при этом распределены «слоями», из-за чего структура Бабочки напоминает пузырь, выбитый серией импульсных выбросов, а не спокойным звездным ветром.
Однако наибольшее удивление у ученых вызвало наличие в туманности полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) — органических молекул, содержащихся в межзвездной пыли и являющихся ключевыми для образования каменистых планет. Эти соединения часто называют предшественниками основных компонентов, из которых возникает жизнь, и их формирование связано с областями, богатыми углеродом.
В отношении NGC 6302 ситуация оказалась иной. Анализ информации продемонстрировал, что, несмотря на обилие кислорода в окружающей туманности, протогорские звезды формируются непосредственно на границе пузыря, состоящего из горячего ионизированного газа. Это открытие корректирует существующие взгляды на то, каким образом углеродная пыль попадает в межзвездное пространство.
В окрестностях центра туманности был также зафиксирован обширный пылевой диск – область, состоящая из пыли и газа, окружающая центральный источник энергии (остаток оболочки звезды, выброшенный на завершающем этапе ее развития). Этот диск рассеивает и поглощает излучение и, как полагают ученые, может быть источником материала для создания планетных систем.
Анализ данных свидетельствует о том, что пылевое облако Бабочки содержит около двух солнечных масс газа и приблизительно 0,03 солнечной массы пыли, преимущественно состоящей из крупных кристаллических силикатов. По всей видимости, эти частицы формировались в течение десятков тысяч лет, подвергаясь воздействию ультрафиолетового излучения и процессу медленного нагрева».
На поверхности астероида также обнаружены признаки кварца, форстерита и энстатита – минералов, известных и на Земле. В общей сложности ученые зафиксировали около 200 спектральных линий, соответствующих атомам и молекулам, которые ранее отмечались лишь в солнечной короне или в активных галактических ядрах.
NGC 6302, известная как «туманность Полумесяца», представляет собой область, где происходит интенсивная переработка звездного материала. Там можно обнаружить кислород и углерод, зафиксированы внезапные выбросы газа, а также формируются органические молекулы. Астрономы полагают, что эти явления позволяют прояснить механизм, посредством которого вещества, образовавшиеся в результате жизни звезд, обогащают межзвездную среду, играя важную роль в химической эволюции будущих планет.