В одной из галактик «Уэбб» обнаружил исключительно много органики

Недавнее исследование, проведенное Центром астробиологии (CAB) CSIC-INTA (Испания), с использованием методов моделирования, разработанных в Оксфордском университете, раскрыло богатство малых органических молекул в скрытых пылью ядрах далеких галактик. Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, дает новое представление о том, как в экстремальных условиях появляются углерод и сложные молекулы.

Главное внимание было уделено галактике IRAS 07251–0248, сверхъяркому объекту, ядро которого скрыто за массивными облаками газа и пыли. Это затрудняет его исследование с помощью обычных телескопов, но инфракрасное зрение «Уэбба», проникая через пыль, позволяет изучать химические процессы в этих регионах.

Исследователи использовали спектроскопические наблюдения с космического телескопа им. Джеймса Уэбба в диапазоне 3–28 микрон, с применением приборов NIRSpec и MIRI. Эти данные позволили зафиксировать химические сигнатуры молекул в газе, а также особенности льдинок и пылевых частиц.

Результаты показали наличие многочисленных органических молекул, таких как бензол (C₆H₆), метан (CH₄), ацетилен (C₂H₂), диацетилен (C₄H₂), триацетилен (C₆H₂) и метильный радикал (CH₃), а также углеродистых зерен и водяного льда.

«Мы обнаружили гораздо более высокие концентрации молекул, чем предсказывают современные теоретические модели, что указывает на существование непрерывного источника углерода в этих галактических ядрах», — говорит Исмаэль Гарсия Бернете, ведущий автор исследования.

Эти молекулы могут стать важными строительными блоками для более сложных процессов преобразования органики, которые могут быть связаны с появлением жизни.

Профессор Димитра Ригопулу, соавтор исследования, отмечает, что такие молекулы могут сыграть важную роль в пребиотической химии, являясь шагом на пути к образованию аминокислот и нуклеотидов.

Анализ показал, что химические процессы в этих галактиках не могут быть объяснены только высокими температурами и турбулентными движениями газа. Вместо этого результаты указывают на космические лучи, которые активно фрагментируют полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и углеродистые пылевые частицы, превращая небольшие органические молекулы в газ.

Космические лучи — это высокоэнергетичные частицы (например, протоны и ядра атомов), которые проникают в пространство из различных источников, включая звезды, сверхновые, черные дыры.

Кроме того, исследование показало явную связь между содержанием углеводородов и интенсивностью ионизации космическими лучами в этих галактиках, что подтверждает влияние космических лучей на химические процессы. Ионизация — это процесс, при котором атомы или молекулы теряют электроны, что приводит к образованию ионов. Когда космические лучи (высокоэнергетичные частицы) проникают в молекулы газа или пыли, они могут выбить электроны из атомов или молекул.

Это открытие позволяет рассматривать глубоко затененные ядра галактик как фабрики органических молекул, которые играют важную роль в химической эволюции.