"Джеймс Уэбб" обнаружил богатый набор органики в далекой галактике

Космический телескоп NASA «Джеймс Уэбб» заглянул в самое сердце сверхъяркой инфракрасной галактики IRAS 07251-0248, расположенной на расстоянии около 1,3 миллиарда световых лет от нас, и обнаружил там необычно богатый «склад» органических молекул.

В спектрах нашлись легкие углеводороды (включая бензол), а также метильный радикал CH₃, который впервые удалось надежно идентифицировать за пределами Млечного Пути.

Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Важное открытие

Сильно «запыленные» ядра галактик почти недоступны для наблюдений в оптическом диапазоне: пыль хорошо поглощает и рассеивает видимый свет. Зато в инфракрасном диапазоне такой «заслон» заметно слабее, и именно поэтому «Джеймс Уэбб» способен заглядывать в подобные скрытые области.

Используя спектроскопические наблюдения «Джеймса Уэбба» в диапазоне 3-28 микрон и данные инструментов NIRSpec и MIRI/MRS, ученые выявили в IRAS 07251-0248 целый «букет» легких углеводородов:

Бензол (C₆H₆);
Метан (CH₄);
Ацетилен (C₂H₂);
Диацетилен (C₄H₂);
Триацетилен (C₆H₂);
Метильный радикал (CH₃) как самый «экзотичный» и реакционно-способный компонент.

Кроме газов, нашли и «твердую» составляющую: водяной лед и углеродистые пылевые зерна.

Авторы исследования отмечают, что скрытые ядра галактик могут работать как гигантские фабрики по производству органики. Не «жизни», конечно, а базовой углеродной химии, из которой при подходящих условиях формируются более сложные соединения. Сами по себе они не являются биомаркерами, но могут подпитывать цепочки реакций, которые в иных средах ведут к предбиологической химии — одному из шагов на пути к зарождению жизни.

Откуда там столько органики?

Команда исследователей попробовала объяснить наблюдаемые концентрации нагревом от черной дыры и турбулентностью газа, но моделирование показало, что этого недостаточно. Наиболее правдоподобный «двигатель» процесса — космические лучи (высокоэнергетические частицы), которые способны активно «перерабатывать» углеродистую пыль и крупные органические структуры.

Механизм следующий:

Космические лучи «дробят» крупные углеродные структуры (пылевые зерна и полициклические ароматические углеводороды);
Высвобождаются более простые углеводороды;
Дальше идут последовательные превращения, которые и формируют наблюдаемую смесь.

Ученые также отмечают, что IRAS 07251-0248, вероятно, не уникальна, а скорее является наглядным (и экстремальным) примером того, какие процессы могут протекать в «запыленных» ядрах галактик.