«Джеймс Уэбб» отыскал органические молекулы в ледяных частицах вокруг очень молодой протозвезды
Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» достоверно обнаружил в составе ледяных частиц в ядре очень молодой протовезды IRAS 15398−3359 ряд органических молекул, в том числе и сложных. Кроме того, телескоп рассмотрел структуру одного из оттоков вещества от протозвезды, которая состоит из четырех оболочек. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.
Природа сложных органических молекул в молодых протозвездах остается одним из важных вопросов в астрохимии и теориях, описывающих механизмы образования звезд. Эти молекулы, состоящие из шести и более атомов, могут быть предшественниками пребиотических молекул. Ранее их обнаруживали в газовой фазе в ядрах протозвезд большой и малой массы. Кроме того, их находили и в малых телах Солнечной системы, например кометах, причем в некоторых случаях содержание сложных органических молекул совпадает с их содержанием в ядрах протозвезд. Считается, что эти соединения образуются в поверхностном слое ледяных пылинок внутри протозвезд. Таким образом, исследование химического состава и процессов внутри протозвезд позволяет охарактеризовать химический состав формирующихся вокруг молодых звезд протопланетных дисков, в которых образуются планеты.
Группа астрономов во главе с Клаусом Понтоппиданом (Klaus M. Pontoppidan) из Научного института космического телескопа в Мэриленде представила результаты первых спектроскопических наблюдений космической обсерватории «Джеймс Уэбб» по программе CORINOS (COMs ORigin Investigated by the Next Generation Observatory in Space). Их целью стала очень молодая протозвезда класса 0 IRAS 15398−3359, которая расположена в молекулярном облаке Lupus 1 на расстоянии 505,5 светового года от Земли. Предыдущие наблюдения за ней выявили наличие протопланетного диска. Класс 0 означает, что звезда еще очень холодная (болометрическая температура около 43,2 кельвина) и окружена облаком из газа и пыли. Наблюдения велись 20 июля 2022 года при помощи инструмента MIRI (Mid-InfraRed Instrument) в среднем инфракрасном диапазоне.
Исследователи зафиксировали излучение теплого водяного пара и газообразного угарного газа, что указывает на наличие околозвездного диска. Они надежно обнаружили несколько видов ледяных частиц, содержащих воду, метан, аммиак, углекислый газ, CH3OH, H2CO и HCOOH. Кроме того, спектры указывают на возможное наличие в частицах NH+4 , HCOO-, C2H5OH, CH3CHO и HCOOCH3, а полученные изображения демонстрируют коллимированную биполярную структуру, состоящую из четырех оболочек, которая представляет собой один из оттоков вещества от протозвезды. Ученые отмечают, что эти результаты показывают огромные возможности инструмента MIRI в деле исследования состава протопланетных дисков и ядре протозвезд.
Ранее мы рассказывали о том, как черная дыра в центре Млечного Пути помогла родиться новым звездам
Александр Войтюк
Она содержит вещество сверхновой и остатка от слияния нейтронных звезд
Астрономы обнаружили самого низкометалличного представителя r-II звезд, обогащенных тяжелыми элементами, возникшими в результате r-процесса. Предполагается, что он образовался из газа, загрязненного веществом от взрыва массивной звезды и слияния двух нейтронных звезд. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. В первичной Вселенной существовали водород, гелий и небольшие количества легких элементов до бора. Более тяжелые элементы возникали в результате различных ядерных реакций в недрах звезд, после чего попадали в межзвездную среду после смерти светил, увеличивая химическое разнообразие Вселенной. Считается, что за время жизни Вселенной сменилось уже два поколения звезд, наше Солнце представляет собой звезду третьего поколения, вещество которой обогащено элементами, оставшимися от звезд предыдущих поколений. Чтобы разобраться в процессах нуклеосинтеза, шедших в ранней Вселенной, ученые ищут долгоживущие старые звезды в гало Млечного Пути, а также так называемые r-II звезды в виде пекулярных маломассивных светил, которые демонстрируют значительное обогащение европием и другими элементами, образующимся в результате быстрого захвата нейтронов атомным ядром (r-процесс) при слиянии нейтронных звезд или взрывах сверхновых. Европий пригоден для обнаружения оптической спектроскопией и для астрономов представляет важнейший индикатор действия r-процесса в среде Млечного Пути. Группа астрономов во главе с Винисиусом Плакко (Vinicius M. Placco) из Университета Сан-Паулу в Бразилии сообщила об обнаружении нового представителя низкометалличных звезд, обогащенных r-элементами. Звезда SPLUS J142445.34-254247.1 вначале была отобрана как интересный кандидат в ходе изучения фотометрических данных обзора неба S-PLUS, а затем исследовалась спектроскопическим наземным телескопом «Джемини-Юг». SPLUS J1424-2542 представляет маломассивную (0,84 массы Солнца) старую (около десяти миллиардов лет) звезду с эффективной температурой около 4,7 тысячи кельвинов, которая находится в гало Млечного Пути, на удалении 25,5 тысячи световых лет от Солнца. Звезда характеризуется одним из самых низких значений металличности ([Fe/H]=-3,39), при этом демонстрируя обогащение тяжелыми элементами, особенно рожденными в результате r-процесса (C/Fe]=+0,06, [Eu/Fe]=+1,62), что делает ее r-II звездой с одним из самых высоких отношений [Th/Fe]. Исследователи пришли к выводу, что такое светило не появилось из-за слияния Млечного Пути с другими галактиками, а возникло в гало из газового облака, загрязненного веществом, как минимум, двух разных популяций звезд. Содержание легких элементов (Z менее 30) согласуется с выбросом вещества от взрыва сверхновой низкометалличной звезды с массой 11,3–13,4 массы Солнца, а содержание тяжелых элементов (Z более 38) согласуется с моделью выброса вещества при слиянии нейтронных звезд с массами 1,66 и 1,27 массы Солнца. Ранее мы рассказывали о том, где ученые нашли самую бедную металлами карликовую галактику.
