На крайньому краю нашої галактики виявили зоряний кокон з органічними молекулами

Вперше астрономи виявили новонароджену зірку та оточуючий її кокон із складних органічних молекул на краю нашої галактики, яка відома як найвіддаленіша галактика. Відкриття, яке виявило приховану хімічну складність нашого Всесвіту, з’являється в дослідницькій роботі в Астрофізичний журнал.

Вчені з Університету Ніігати (Японія), Інституту астрономії та астрофізики Academia Sinica (Тайвань) і Національної астрономічної обсерваторії в Японії використовували великий міліметровий/підрядний масив Атакама (Алма) в Чилі для спостереження за новонародженою зіркою (протозіркою) в області WB89-789, розташованої в найвіддаленішій галактиці. Було відкрито різноманітні молекули вуглецю, кисню, азоту, сірки та кремнію, включаючи складні органічні молекули, що містять до дев’яти атомів. Така протозірка, а також супутній їй кокон хімічно багатого молекулярного газу вперше були виявлені на краю нашої галактики.

Спостереження ALMA показують, що різні типи складних органічних молекул, таких як метанол (CH₃OH) і етанол (C₂ч₅OH), метилформіат (HCOOCH₃), диметиловий ефір (CH₃І₃), формамід (NH₂CHO), пропанентрил (C₂ч₅CN) тощо, навіть у первинному середовищі крайньої зовнішньої галактики. Ці складні органічні молекули, ймовірно, будуть діяти як сировина для більших пребіотичних молекул.

Вгорі: радіоспектр протозірки у найвіддаленішій галактиці, виявлений за допомогою ALMA. Унизу: розподіл радіовипромінювання від протозірки. Викиди пилу, формальдегіду (H2CO), етинільного радикалу (CCH), моносульфіду вуглецю (CS), монооксиду сірки (SO), монооксиду кремнію (SiO), ацетонітрилу (CH3CN), формаміду (NH2CHO), пропанітрилу (C2H5CN), метилформіату (HCOOCH3), етанол (C2H5OH), ацетальдегід (CH3CHO), деіонізована вода (HDO) та метанол (CH3OH) показані як приклади. У нижній правій панелі показано двоколірне інфрачервоне композиційне зображення навколишньої області (червоний: 2,16 мкм і синій: 1,25 мкм, на основі даних 2MASS). Авторство зображення: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Т. Шімоніші (Університет Нігати)

Цікаво, що відносна кількість складних органічних молекул у цьому нещодавно відкритому об’єкті надзвичайно схожа на те, що знайдено в подібних об’єктах у внутрішній галактиці. Спостереження показують, що складні органічні молекули утворюються з подібною ефективністю навіть на краю нашої галактики, де навколишнє середовище дуже відрізняється від сонячного.

Вважається, що зовнішня частина нашої галактики все ще містить примітивне середовище, яке існувало на початку ери формування галактик. Характеристики довкілля найвіддаленішої галактики, наприклад, низька кількість важких елементів, незначні збурення галактичних спіральних рукавів або їх відсутність, значно відрізняються від тих, які ми бачимо в сучасному околиці Сонця. Завдяки своїм унікальним властивостям Extreme Outer Galaxy є чудовою лабораторією для вивчення зореутворення та міжзоряного середовища в минулому галактичному середовищі.

«Використовуючи ALMA, ми змогли побачити формуючу зірку та оточуючий її молекулярний кокон на краю нашої галактики», — каже Такаші Шімоніші, астроном з Університету Ніігати, Японія, і провідний автор дослідження. “На наш подив, у первинному середовищі крайньої зовнішньої галактики є велика кількість різноманітних складних органічних молекул. Міжзоряні умови для утворення хімічних комплексів, можливо, зберігалися з ранньої історії Всесвіту”, – додає Шімоніші.

“Ці спостереження показали, що складні органічні молекули можуть ефективно утворюватися навіть у середовищі з низьким вмістом металу, наприклад, у зовнішніх областях нашої галактики. Це відкриття є важливою частиною головоломки для розуміння того, як складні органічні молекули утворюються у Всесвіті”, – говорить Кенджі Фруя. , астроном Національної астрономічної обсерваторії в Японії та співавтор статті.

Однак поки не зрозуміло, чи ця хімічна складність поширена у зовнішній частині галактики. Особливий інтерес представляють складні органічні молекули, оскільки деякі з них приєднані до пребіотичних молекул, що утворюються в космосі. Команда планує в майбутньому спостерігати більшу кількість регіонів утворення зірок і сподівається з’ясувати, чи є хімічно багаті системи, як це видно в нашій Сонячній системі, повсюдно в історії Всесвіту.

Довідка: «Відкриття гарячого молекулярного ядра в екстремальній зовнішній галактиці» Такаші Шімоніші, Нацуко Ідзумі, Кенджі Фуруя та Чікако Ясуї, 1 грудня 2021 р. Доступно тут Астрофізичний журнал.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac289b

Ця робота підтримана грантом Японського товариства сприяння науці (19H05067, 21H00037, 21H01145).