Химический коктейль для рождения планет найден в глубинах космоса
Исследователи MIT сосредоточились на молекулярном облаке Тельца-1 (TMC-1), холодной области космоса, где зарождаются звезды вроде Солнца. Этот регион привлек внимание ученых благодаря необычайно богатой химической среде. С помощью радиотелескопа Green Bank в Западной Вирджинии команда обнаружила более 100 различных молекул — больше, чем когда-либо зарегистрировано в другом межзвездном облаке. Результаты опубликованы в журнале Astrophysical Journal Supplement Series.
Долгие наблюдения и современные технологии
Для работы с TMC-1 исследователи провели более 1400 часов наблюдений с использованием радиотелескопа GBT, крупнейшего в мире управляемого телескопа, способного фиксировать слабейшие радиосигналы. Уникальная чувствительность и широкий диапазон длин волн позволили зарегистрировать молекулы, недоступные для других инструментов. Полученные данные были полностью откалиброваны и опубликованы, чтобы исследователи всего мира могли использовать их для новых открытий.
«Этот проект стал крупнейшим обзором молекулярных линий, который был опубликован и подготовлен для научного сообщества. Эти данные открывают возможности для изучения органических соединений, которые могут иметь биологическое значение и объяснять химические процессы в ранней Вселенной», — объясняет Цы Сюэ, постдок из команды Бретта Макгуайра
Разнообразие молекул и органическая химия
Большинство найденных соединений — это углеводороды и молекулы, содержащие азот, которые отличаются от кислородсодержащих молекул, обычно обнаруживаемых около формирующихся звезд. Среди них команда выделила десять ароматических молекул с кольцеобразными структурами. Хотя их доля невелика, они представляют собой важный элемент органического углерода в TMC-1, давая ключ к пониманию химических процессов, происходящих до формирования планетных систем.
Для обработки такого объема информации исследователи создали автоматизированную систему, которая классифицирует молекулы и учитывает даже изотопные варианты, такие как углерод-13 и дейтерий. Это позволяет оценивать изотопное распределение элементов и получать более точные модели химического состава облака.
Макгуайр отмечает, что первые результаты этих данных уже привели к открытию отдельных молекул полиароматических углеводородов (ПАУ) в космосе, разгадав загадку тридцатилетней давности. Последующие открытия показали наличие более крупных ПАУ, что подтверждает обширный резерв органического углерода на ранних стадиях формирования звезд. Эти молекулы могут быть строительными блоками для сложных органических соединений, которые позже станут частью планет и, возможно, предшественниками жизни.
«Мы надеемся, что эти данные станут фундаментом для множества новых открытий, — говорит Макгуайр. — Все данные доступны в открытом доступе, чтобы исследователи всего мира могли проводить анализ и находить новые молекулы, расширяя наши знания о химии космоса».
Новый ориентир для химии межзвездного пространства
Обзор TMC-1 позволяет понять химические условия, существовавшие до образования звезд и планет. Данные дают возможность проследить эволюцию органических молекул в холодной межзвездной среде, а также понять, какие соединения становятся основой для более сложных структур в ранних планетных системах.
«Эта молекулярная перепись создает новый стандарт для изучения химии межзвездного пространства, — подытоживает Сюэ. — Она показывает, насколько разнообразной и активной может быть химия даже в холодных, темных уголках Вселенной, задолго до появления звезд».
Исследование TMC-1 дает ученым не только список молекул, но и детальную картину того, как органический углерод распределяется в ранней Вселенной.
