Новости химической науки > Химия звездной колыбели

Химия протозвезд не так проста, как ранее казалось астрономам. Наблюдение за протозвездой, расположенной в 456 световых годах от Земли позволило обнаружить необычные соединения, которые образуются во время падения пыли и газа на образующуюся звезду – туда, где существенно увеличиваются температура и давление.

Молекулярное облако Тельца, которое изучали исследователи, можно считать колыбелью, в котором растут молодые звезды. Газопылевое облако, которое вращается вокруг протозвезды IRAS 04368+2557, содержит значительное количество газообразного водорода, органических и неорганических молекул, которые под действием безжалостной гравитации падают на формирующуюся звезду. Понимание того, какие химические процессы протекают в этом протопланетном диске, может дать астрономам новые знания о том, как образуются звезды и планетные системы.

Нами Сакаи (Nami Sakai) из Университета Токио поясняет, что диаметр газопылевого диска аккреции протозвезды IRAS 04368+2557 в 1000 раз превышает расстояние от Земли до Солнца и равно 1000 астрономических единиц. Внутри этой зоны существует более плотный участок, в котором, как полагают астрономы, происходит формирование планет. Как отмечает Сакаи, пристальное наблюдения за протозвездой и ее диском аккреции IRAS 04368+2557 осуществляли в течение нескольких лет, главным образом из-за большого содержания в плотной зоне диска соединений с длинными углеродными цепями и молекул, близких по структуре. В первую очередь исследователей интересовали процессы, лежащие в основе образования и расходования этих частиц.

а) Схематическое отображение диска из пыли и газа, вращающегося около протозвезды. b) расчет граничных скоростей движения частиц в диске по модели волчка. (Рисунок из Nature, 2014, DOI: 10.1038/nature13000)

Исследователи из группы Сакаи провели наблюдения за спектром протозвезды и ее диска в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах спектра, чтобы изучить детали протекающих в космосе химических процессов. Было обнаружено, что по мере того, как водород попадает в более плотную область диска, его температура увеличивается от 10 Кельвинов до 100 К. Помимо водорода во внутреннем уплотнении диска был обнаружен циклопропин C₃H₂, при этом еще одно необычное для «земной химии» вещество – моноксид серы (SO) в основном располагался на расстоянии 100 астрономических единиц от центра вращения. Результаты наблюдения являются первыми попытками выяснить природу процессов, протекающих в так называемом «центробежном барьере», области образования протозвезды, химические процессы для которой до сих пор не были предсказаны даже на теоретическом уровне.

Сакаи отмечает, что результаты его исследования могут дать новую информацию, как об образовании новых планетных систем, так и о сопровождающей космические процессы химической эволюции. Он подчеркивает, что причиной химических изменений является центробежный барьер, который можно определить средствами классической физики. Полученные результаты очень важны для изучения химической эволюции при переходе от межзвездного вещества к границам звездной системы, а также для классификации, какие из веществ, обнаруживаемых в составе метеоритов, являются «родными» для солнечной системы, а какие попали в околосолнечное пространство из межзвездных областей.

Источник: Nature, 2014, DOI: 10.1038/nature13000

метки статьи: #аналитическая химия, #космохимия