Астрономы отыскали в протопланетном диске рекордно большую молекулу

Астрономы впервые нашли в протопланетном диске вокруг молодой звезды диметиловый эфир и метилформиат, которые стали самыми крупными молекулами, найденными в такой среде. Предполагается, что они попали в диск из холодных облаков газа, где были в составе льда, покрывающего пылинки. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics.

Считается, что сложные органические молекулы, обнаруживаемые в областях звездообразования, являются предшественниками пребиотических молекул, таких как аминокислоты и сахара. Понимание того, как подобные молекулы формируются и эволюционируют в дисках вокруг зарождающихся и молодых звезд и как попадают на планеты, поможет ученым разобраться как зародилась жизнь в Солнечной системе и могла ли она сформироваться за ее пределами. Предполагается, что формирование большинства сложных органических молекул происходит в холодных молекулярных облаках, где атомы и простые молекулы, такие как CO, прилипают к пылинкам, образуя лед, где идут химические реакции. 

Группа астрономов во главе с Нашанти Брункен (Nashanty Brunken) из Лейденского университета опубликовала результаты анализа данных наблюдений радиотелескопа ALMA за протопланетным диском вокруг молодой звезды IRS 48, расположенной на расстоянии 444 световых года от Солнца в созвездии Змееносца. Диск интересен тем, что демонстрирует сильно асимметричную пылевую ловушку, где содержатся зерна пыли размером 0,1 миллиметра, образованную за счет взаимодействия между звездой и молодой планетой или маломассивной звездой-компаньоном. Также в диске ранее обнаруживались молекулы оксидов серы, метанола,  и формальдегида, причем распределение излучения двух последних молекул коррелировало с распределением пыли в диске. 

В результате наблюдений впервые в протопланетном диске был найден диметиловый эфир (CH₃OCH₃), ставший рекордно большой молекулой, обнаруженной в такой среде. Кроме того, исследователи сообщили о первой регистрации оксида азота (NO) в протопланетном диске и предварительном обнаружении в нем метилформиата (CH₃OCHO).

Обнаружение диметилового эфира и метилформиата в таком теплом диске и высокое соотношение столбцовой плотности этих молекул к метанолу говорят в пользу того, что в диск они попали из холодных облаков. Присутствие этих сложных молекул можно объяснить термической сублимацией льда, когда край пылевой полости в протопланетном диске нагревается излучением звезды. Таким образом, результаты работы впервые подтверждают присутствие в протопланетных дисках кислородсодержащих молекул, более сложных, чем метанол (CH₃OH), что позволяет проследить их эволюцию на разных стадиях формирования звезд, околозвездных дисков и планет.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые нашли в теплом протопланетном диске метанол.

Александр Войтюк