Новости химической науки > Водяные пары рассказывают о химии звезд

Международная группа исследователей получила свидетельства в пользу того, что во внутренних зонах углеродных звезд-гигантов присутствуют пары воды – ранее это казалось невероятным. Новое открытие может привести к пересмотру наших взглядов на процессы, протекающие в стареющих и расширяющихся звездах с высоким содержанием углерода.

Необходимо переосмыслить наши представления о химических процессах, протекающих в углеродных звездах. (Рисунок из Nature, 2010, DOI: 10.1038/nature09344)

Исследователи проанализировали спектральные данные, полученные с помощью космической обсерватории Гершель для звезды IRC +10216, относящейся к классу углеродных звезд. Как и другие звезды такого типа IRC +10216 стареет и расширяется. Звезда IRC +10216 окружена плотным и темным газопылевым облаком, своеобразным околозвездным конвертом.

К удивлению исследователей, в спектре им удалось наблюдать десятки спектральных линий, соответствующих молекулам воды в различных возбужденных состояниях – каждое из состояний соответствует определенной температуре, и, следовательно, может использоваться для определения точного положения возбужденных до различного состояния молекул воды в околозвездном конверте. Ранее полагалось, что химические процессы, протекающие в таком конверте, исключают существование воды – углерод, в избытке присутствующий в окружающем звезду облаке, должен препятствовать образованию воды, отрывая от нее атом кислорода. Первоначально вода в околозвездном пространстве около IRC +10216 была обнаружена в 2001 году, но тогда исследователи наблюдали лишь одну спектральную линию, отвечавшую относительно охлажденным парам на внешней границе конверта – тогда было высказано предположение, что эта вода появилась в околозвездном облаке за счет испарения ледяных комет, поглощенных расширяющимся околозвездным конвертом.

Член исследовательской группы, Лин Децин (Leen Decin) из Университета Лёвен (Бельгия) отмечает, что вода содержится по всему объему околозвездного конверта, поэтому космохимикам придется придумать объяснение этому явлению, пересмотрев прежние взгляды на химические процессы, протекающие в газопылевых облаках, окружающих углеродные звезды.

Децин предполагает, что причина существования воды может объясняться формой околозвездного конверта – ранее теоретические модели рассматривали его как гомогенную сферическую туманность, однако результаты последних открытий астрономов позволяют утверждать, что в околозвездном конверте не реализуется равномерное распределение частиц в пределах сферы – в нем, как и в привычных нам «атмосферных» облаках наблюдаются участки с повышенной и пониженной концентрации вещества.

Неоднородное строение околозвездной туманности может приводить к тому, что ультрафиолетовое излучение звезды может проникать через пустоты между зонами с повышенными концентрациями веществ и вызывать фотолитическую диссоциацию кислородсодержащих молекул, содержащихся в облаке и высвобождению свободного кислорода. С учетом того, что водород имеет большое распространение как в меж-, так и в околозвездных регионах космоса, взаимодействие кислорода с водородом приводит к образованию воды.

Источник: Nature, 2010, DOI: 10.1038/nature09344

метки статьи: #аналитическая химия, #космохимия