Уэбб обнаружил богатый набор органических молекул в скрытом пылью ядре сверхъяркой инфракрасной галактики, включая первое подтверждённое обнаружение высокореактивной углеродной молекулы за пределами Млечного Пути

Космический телескоп имени Джеймса Уэбба обнаружил богатый набор органических молекул в скрытом пылью ядре сверхъяркой инфракрасной галактики, включая первое подтверждённое обнаружение высокореактивной углеродной молекулы за пределами Млечного Пути.Открытие, опубликованное 6 февраля в журнале Nature Astronomy, показывает, что сильно затенённые ядра галактик могут функционировать как «фабрики» органических молекул — фундаментальных строительных блоков для более сложной химии, имеющей отношение к жизни.

Сокровищница химических соединений

Исследователи из Центра астробиологии Испании (CAB) и Оксфордского университета использовали инструменты NIRSpec и MIRI космического телескопа JWST для наблюдения за ядром галактики IRAS 07251–0248 сквозь плотный газ и пыль. В центре этой галактики находится сверхмассивная черная дыра, излучение которой в значительной степени поглощается окружающим веществом. Инфракрасные наблюдения в диапазоне длин волн от 3 до 28 микрон выявили неожиданно сложный химический состав.

Команда обнаружила в газовой фазе малые углеводороды, включая бензол, метан, ацетилен, диацетилен и триацетилен, наряду со значительным количеством водяного льда и богатых углеродом пылевых частиц. Особенно примечательно то, что ученые впервые идентифицировали метильный радикал — короткоживущую, высокореактивную молекулу — за пределами нашей собственной галактики.

«Мы обнаружили неожиданно сложную химическую структуру с концентрациями, значительно превышающими прогнозы современных теоретических моделей, — сообщил ведущий автор исследования доктор Исмаэль Гарсиа Бернете, ранее работавший в Оксфордском университете, а ныне исследователь в CAB. — Это указывает на то, что в этих галактических ядрах должен существовать постоянный источник углерода, питающий эту богатую химическую сеть».

Космические лучи как химические двигатели

Команда исследователей установила, что одного лишь тепла от черной дыры и турбулентных движений газа недостаточно для объяснения наблюдаемого обилия молекул. Вместо этого анализ указывает на космические лучи — высокоэнергетические частицы, которыми изобилуют экстремальные галактические среды, — как на вероятную движущую силу.

Эти частицы, по-видимому, разрушают более крупные углеродные соединения, включая полициклические ароматические углеводороды и пылевые зерна, высвобождая более мелкие органические молекулы в окружающий газ. Исследователи обнаружили корреляцию между обилием углеводородов и интенсивностью ионизации космическими лучами в схожих галактиках, что подтверждает этот механизм.

Открывая новые горизонты

Соавтор исследования профессор Димитра Ригопулу из Оксфордского университета отметила, что обнаруженные молекулы являются частью химической цепи, которая при определенных условиях может производить более сложные соединения. Хотя сами по себе они не являются биологическими, такие молекулы, как метан и бензол, представляют собой предшественники химии жизни.

Полученные результаты позволяют предположить, что IRAS 07251–0248 может представлять собой экстремальный пример химических процессов, распространенных в скрытых галактических ядрах, которые предыдущие инфракрасные инструменты не могли обнаружить из-за недостаточной чувствительности. Исследование демонстрирует способность телескопа JWST изучать области Вселенной, которые до сих пор оставались химически скрытыми.