Звездный кокон с органическими молекулами обнаружен на самом краю нашей галактики

Концептуальный образ художника протозвезды, обнаруженной во внешней галактике. Предоставлено: Университет Ниигаты.

Впервые астрономы обнаружили новорожденную звезду и окружающий ее кокон из сложных органических молекул на краю нашей галактики, которая известна как самая удаленная галактика. Открытие, которое выявило скрытую химическую сложность нашей Вселенной, фигурирует в исследовательской статье в Астрофизический журнал.

Ученые из Университета Ниигата (Япония), Института астрономии и астрофизики Academia Sinica (Тайвань) и Национальной астрономической обсерватории Японии использовали массив Atakama Large Millimeter / Sub Array (Альма) в Чили для наблюдения за новорожденной звездой (протозвездой) в области WB89-789, расположенной во внешней галактике. Были обнаружены различные молекулы углерода, кислорода, азота, серы и кремния, в том числе сложные органические молекулы, содержащие до девяти атомов. Такая протозвезда, а также сопутствующий ей кокон из химически богатого молекулярного газа были впервые обнаружены на краю нашей галактики.

Наблюдения ALMA показывают, что различные типы сложных органических молекул, таких как метанол (CH₃OH) и этанол (C₂час₅OH), метилформиат (HCOOCH₃), диметиловый эфир (CH₃И₃), формамид (NH₂CHO), пропанентрил (C₂час₅CN) и т. Д., Даже в первозданном окружении крайней внешней галактики. Эти сложные органические молекулы, вероятно, будут действовать как сырье для более крупных молекул пребиотиков.

Вверху: Радиоспектр протозвезды в самой удаленной галактике, обнаруженной с помощью ALMA. Внизу: распределения радиоизлучения от протозвезды. Выбросы от пыли, формальдегида (H2CO), этинильного радикала (CCH), моносульфида углерода (CS), оксида серы (SO), оксида кремния (SiO), ацетонитрила (CH3CN), формамида (NH2CHO), пропаннитрила (C2H5CN), метилформиата (HCOOCH3), этанол (C2H5OH), ацетальдегид (CH3CHO), деионизированная вода (HDO) и метанол (CH3OH) показаны в качестве примеров. На нижней правой панели показано двухцветное инфракрасное комбинированное изображение окружающей области (красный: 2,16 мкм и синий: 1,25 мкм, на основе данных 2MASS). Предоставлено: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Т. Шимониси (Университет Нигата).

Интересно, что относительное количество сложных органических молекул в этом недавно открытом объекте удивительно похоже на то, что обнаружено в аналогичных объектах во внутренней галактике. Наблюдения показывают, что сложные органические молекулы образуются с одинаковой эффективностью даже на краю нашей галактики, где окружающая среда сильно отличается от окрестностей Солнца.

Считается, что внешняя часть нашей галактики все еще является домом для примитивной среды, существовавшей в раннюю эпоху образования галактик. Характеристики окружающей среды самой удаленной галактики, например, низкое содержание тяжелых элементов, незначительное возмущение спиральных рукавов галактики или их отсутствие, очень отличаются от тех, которые мы видим в нынешнем солнечном соседстве. Благодаря своим уникальным свойствам Крайняя Внешняя Галактика является отличной лабораторией для изучения звездообразования и межзвездной среды в прошлой галактической среде.

«Используя ALMA, мы смогли увидеть формирующуюся звезду и окружающий ее молекулярный кокон на краю нашей галактики», — говорит Такаши Шимониси, астроном из Университета Ниигата, Япония, и ведущий автор исследовательской работы. «К нашему удивлению, множество сложных органических молекул в изобилии в изначальной среде крайних внешних галактик. Межзвездные условия для образования химических комплексов, возможно, сохранялись с ранней истории Вселенной», — добавляет Шимониси.

«Эти наблюдения показали, что сложные органические молекулы могут эффективно формироваться даже в низкометаллических средах, таких как внешние области нашей галактики. Это открытие представляет собой важную часть головоломки для понимания того, как сложные органические молекулы образуются во Вселенной», — говорит Кенджи Фруя. , астроном Национальной астрономической обсерватории Японии и соавтор статьи.

Однако пока не ясно, распространена ли эта химическая сложность во внешней части галактики. Особый интерес представляют сложные органические молекулы, потому что некоторые из них прикреплены к молекулам пребиотиков, образующихся в космосе. Команда планирует наблюдать большее количество областей звездообразования в будущем и надеется выяснить, являются ли химически богатые системы, как это видно в нашей Солнечной системе, повсеместными на протяжении всей истории Вселенной.

Ссылка: «Открытие горячего молекулярного ядра в экстремальной внешней галактике» Такаши Шимониси, Нацуко Изуми, Кенджи Фуруя и Чикако Ясуи, 1 декабря 2021 г. Доступно здесь Астрофизический журнал.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac289b

Эта работа поддержана грантом Японского общества содействия науке (19H05067, 21H00037, 21H01145).