Массивные звезды – фабрики ингредиентов жизни

Телескоп НАСА на самолете, Стратосферная обсерватория инфракрасной астрономии (SOFIA), позволил по-новому взглянуть на химию во внутренней области, окружающей массивные молодые звезды, где могут начать образовываться будущие планеты.

Она обнаружила огромные количества воды и органических молекул в этих бурлящих дискообразных облаках, что дает новые представления о том, как некоторые ключевые ингредиенты жизни встраиваются в состав планет на самых ранних этапах их формирования.

Подобный процесс, вероятно, происходил при формировании Солнца и внутренних каменистых планет нашей Солнечной системы, включая Землю. Результаты исследования были опубликованы в «Astrophysical Journal», рассказывают в НАСА.

«Мы видим гораздо больше молекулярных сигнатур, чем когда-либо видели ранее на этих длинах волн», - сказал Эндрю Барр, ведущий автор исследования и кандидат наук Лейденского университета в Нидерландах. «Оказывается, эти звезды похожи на химические фабрики, взбалтывающие молекулы, важные для жизни в том виде, как мы ее знаем, и нам просто нужны были правильные наблюдения, чтобы их увидеть».

Инфракрасные наблюдения SOFIA дают непревзойденный взгляд на звездную химию. Когда видимый свет распределяется на составляющие цвета, появляется радуга. Когда инфракрасный свет разбивается на его компоненты, появляется ряд ярких линий, которые называются спектрами. Каждый элемент создает уникальную линию, поэтому линии действуют как «отпечатки пальцев» для химии. Ученые используют их, чтобы определить, какие вещества находятся в звездах и вокруг звезд. Приборы SOFIA могут обнаруживать мелкие детали в химических отпечатках пальцев от ядер массивных молодых звезд, подобно тому, как на изображениях с высоким разрешением обнаруживаются очень мельчайшие особенности. Эта информация о массивных звездах, которые в 40 раз превышают массу нашего Солнца, может быть направлена к космическому телескопу Джеймса Уэбба от НАСА, который будет изучать образование звезд размером с Солнце среди других типов целей.

«Это исследование очень увлекательно, поскольку демонстрирует способность инфракрасных обсерваторий чувствовать присутствие простых органических соединений, которые были важны для зарождения жизни на Земле и, возможно, других планет», - сказал Клаус Понтоппидан, научный сотрудник телескопа Уэбба в Научном институте космического телескопа. «Одной из важнейших целей как Уэбба, так и SOFIA - понять происхождение звезд и планет - и, в конце концов, нас самих».

Звезды образуются, когда небесные облака коллапсируют, подавая вращающийся диск из газа и пыли к центральному ядру. SOFIA наблюдала этот процесс, когда он происходил вокруг двух массивных звезд, AFGL 2591 и AFGL 2136, каждая на расстоянии примерно в 3000 световых годах от нас в созвездии Лебедь и туманности Жонглер соответственно. Обсерватория обнаружила, что внутренние области этих дисков нагреваются изнутри наружу, превращая газ, окружающий ядро, на совершенно другой состав. В тех же областях диска, где бы образовывались планеты, находился химический суп из органических молекул, включая воду, аммиак, метан и ацетилен – химический строительным блок больших и сложных органических молекул.

Дальнейшие исследования SOFIA других массивных молодых звезд углубят наше понимание процессов создания органических молекул. Поскольку наблюдения SOFIA указывают на то, что образование массивных звезд – это увеличенная версия того, что происходит в меньших звездах размером с Солнце, эти новые исследования могут быть полезными для Уэбба. В то время как чрезвычайно чувствительный телескоп Уэбба сможет выявить некоторые слабые сигналы от молекул, присутствующих вокруг звезд, похожих на Солнце, SOFIA может однозначно определить химический состав молекул, которые ярко светятся вокруг более массивных звезд. Это поможет ученым, которые будут использовать Уэбб, интерпретировать слабые сигналы.

SOFIA – реактивный самолет Boeing 747SP, модифицированный для перевозки телескопа диаметром 106 дюймов. Это совместный проект NASA и Немецкого аэрокосмического центра DLR. Исследовательский центр Эймса НАСА в Калифорнийском Кремниевой долине руководит программой SOFIA, научными и космическими операциями миссий в сотрудничестве с Ассоциацией космических исследований университетов со штаб-квартирой в Колумбии, штат Мэриленд, и Немецким институтом SOFIA (DSI) при Университете Штутгарта. Самолет обслуживается и эксплуатируется в Центре полетных исследований Армстронга НАСА "Ангар 703" в городе Палмдейл, штат Калифорния.

Читайте еще интересные новости о космосе.

• образование планет