Отступающая снеговая линия позволила наблюдать "органику" вокруг молодой звезды

Астрономы при помощи космической рентгеновской обсерватории ALMA обнаружили сложные органические молекулы вокруг молодой звезды V883 Ориона. В результате неожиданной вспышки на этой звезде в протопланетном диске были высвобождены в газовую фазу молекулы, ранее находившиеся в форме твердых соединений. Химический состав этого диска оказался близок к составу комет, обнаруживаемых в современной Солнечной системе. Высокочувчтвительные наблюдения, проведенные при помощи радиообсерватории ALMA, позволили астрономам восстановить ход эволюции органических молекул, начиная с эпохи рождения Солнечной системы и вплоть до наших дней.

Эта исследовательская группа, возглавляемая Чоном-Юн Ли (Jeong-Eun Lee) из Университета Кёнхи, Республика Корея, использовала радиотелескоп Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) для обнаружения сложных органических молекул, включая метанол (CH3OH), ацетон (CH3COCH3), ацетальдегид (CH3CHO), метилформиат (CH3OCHO) и ацетонитрил (CH3CN). В этом исследовании впервые было проведено однозначное обнаружение ацетона в области околозвездного диска, в которой происходит формирование планет.

Обычно органические молекулы в газовой фазе обнаруживают лишь на сравнительно небольшом расстоянии от звезды, составляющем несколько астрономических единиц (1 а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца), а дальше проходит так называемая "снеговая линия", за пределами которой вещества обращаются в лед и не поддаются наблюдениям при помощи радиотелескопов. В случае звезды V883 Ориона "органика" была обнаружена на значительно большем расстоянии от светила - оказалось, что органические молекулы формируют тонкое кольцо радиусом примерно 60 а.е. вокруг звезды. 

Такое необычное распределение органических молекул вокруг этой звезды авторы исследования объясняют тем, что ближе к светилу "органика" оказывается скрыта от наблюдений слоем пыли, а прямо по внешнему края наблюдаемого в радиодиапазоне кольца проходит снеговая линия, за которой органические соединения уже не встречаются в форме отдельных молекул, а вместо этого формируют кристаллы на частицах неорганической пыли. Наблюдаемое распределение органических молекул в окрестностях звезды V883 Ориона, находящейся на расстоянии примерно 1300 световых лет от Земли, сформировалось сравнительно недавно, отмечают авторы. Это связано с тем, что на звезде произошла так называемая вспышка типа FU Ориона, при которой яркость звезды значительно возрастает в результате перетекания большого количества материала на звезду из протопланетного диска. Такие вспышки являются кратковременными по астрономическим меркам событиями, продолжающимися в течение примерно 100 лет, и сопровождаются сдвигом снеговой линии к периферии протопланетного диска звезды. Таким образом, в ходе этих наблюдений ученые смогли наблюдать "свежий" органический материал, который лишь недавно сублимировал из твердого состояния в газовую фазу. Эти наблюдения позволили получить ценные сведения об органических молекулах, которые могут являться "строительными кирпичиками" более сложных биоорганических соединений, отмечают авторы работы.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy