«Джеймс Уэбб» впервые отыскал бензол и диацетилен в протопланетном диске

Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» впервые обнаружил в протопланетном диске бензол и диацетилен. Они могут поступать в диск при разрушении пылинок, богатых углеродом, во внутренней части диска. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Исследования протопланетных дисков, наблюдающихся у очень молодых звезд и протозвезд, важны для понимания механизмов формирования планет и малых тел. Карликовые звезды, обладающие подобными дисками, представляют собой трудные (из-за малости и тусклости), но интересные цели для наблюдений, так как зрелые звезды такого типа часто обладают планетами земной группы. Кроме того, ученым интересно, как и в каких масштабах происходит транспорт углеродсодержащих молекул из диска на молодые планеты, особенно землеподобные.

Группа астрономов во главе с Бенуа Табоне (Benoît Tabone) из Университета Париж-Сакле во Франции опубликовала результаты спектрометрических наблюдений за диском вокруг молодой звезды J160532 при помощи инструмента MIRI «Джеймса Уэбба» в среднем инфракрасном диапазоне 1 августа 2022 года.

J160532 находится на расстоянии около 496 световых лет от Солнца и принадлежит к области звездообразования Верхнего Скорпиона. Это молодая (2,6 миллиона лет) и очень маломассивная (0,14 массы Солнца) звезда спектрального класса M4.75, которая все еще растет за счет аккреции вещества со скоростью 10⁻¹⁰−10⁻⁹ массы Солнца в год. Звезда окружена протопланетным диском, оценочная масса которого составляет менее 0,75 массы Земли, в предположении наличия зерен пыли миллиметрового размера.

Наиболее яркой особенностью спектра стало преобладание линий излучения углеводородов, в первую очередь бензола, диацетилена, ацетилена и его изополога ¹³C¹²CH₂, и, возможно, метана. Был найден также углекислый газ, признаки наличия водяного пара, полициклических ароматических углеводородов и силикатной пыли выражены слабо или отсутствуют.

Ученые предполагают, что во внутренней части диска могут разрушаться богатые углеродом пылинки под действием ультрафиолетового излучения, химических процессов или сублимации. В результате будет высвобождаться бензол и другие найденные углеводороды. Оставшиеся пылинки будут содержать силикаты с относительно небольшим содержанием углерода, а кислород будет находиться в запертом состоянии в ледяных частицах и планетезималях за пределами линии сублимации водяного льда. Это и приведет к обеднению внутреннего диска кислородом по сравнению с углеродом, что должно повлиять на свойства рождающихся у таких звезд планет.

Ранее мы рассказывали о том, как ученые Читать дальше в протопланетном диске рекордно большую молекулу.