У теплому протопланетному диску молодої зірки зафіксували метанол
Астрономи зафіксували метанол у диску навколо молодої та яскравої зірки HD 100546. Про механізми формування у такому середовищі цієї ключової складної молекули дослідники пишуть у журналі Nature Astronomy.
Яку роль відіграють складні органічні молекули?
Молоді зірки оточені диском з пилу, газу та льоду, з якого потім формуються планети, супутники, астероїди та комети. Потенціал для розвитку та підтримки життя у таких системах визначається складом матеріалу протопланетного диску. Вважається, що на Землі ключову роль у цьому зіграв леткий матеріал, багатий органічними речовинами, який на її поверхню доставили комети. Одним із способів оцінити такий параметр у екзопланетних системах є вимірювання запасів органічного матеріалу, присутнього протягом формування планети. З цієї точки зору важливими є складні органічні молекули — великі молекули, що містять вуглець та складаються із більш ніж шести атомів. Встановлено, що такі сполуки є повсюдними в середовищі навколо зірок, які формуються. Однак досі невідомо, чи можуть такі резервуари переживати утворення протопланетного диска. Серед складних органічних молекул особливо важливим є метанол, який ефективно формується лише на поверхнях дуже холодних пилових зерен шляхом приєднання водню до замерзлого монооксиду вуглецю. Лабораторні експерименти демонструють, що метанол є вихідною сировиною для побудови молекул вищої складності.
Яке середовище досліджували астрономи?
Зірка HD 100546 знаходиться на відстані 320 світлових років. Її маса у 2,18 разів більша за масу Сонця, ефективна температура складає 10 тисяч Кельвінів, а вік становить 4,79 мільярдів років. Вона усе ще оточена протопланетним диском, який теплий та багатий на газ. Крім того, на відстані 10 та 60 астрономічних одиниць від зірки у цьому диску, скоріш за все, знаходяться гігантські екзопланети.
Що тут відшукали?
За допомогою комплексу телескопів ALMA дослідники зафіксували у цьому диску резервуар метанолу. Його випромінювання походить з внутрішньої частини диску, на відстані меншій, ніж 50 астрономічних одиниць від зірки. Маса метанолу тут у 1200 разів перевищує загальну біомасу Землі. Також невелике кільце метанолу зафіксували у зовнішній частині диску, на відстані 200 астрономічних одиниць. Така знахідка стала неочікуваною, адже диск навколо HD 100546 є надто теплим, щоб тут існував значні запаси льоду з монооксиду вуглецю, на якому може утворюватися метанол. Через це астрономи припускають, що багатий на органічні молекули лід тут утворився під час більш ранньої холодної фази формування зірки у молекулярній хмарі. Отже, планети і супутники, що формуються у цій системі, зможуть нарощувати крижаний, багатий органічними сполуками матеріал. Таким чином, принаймні деякий міжзоряний органічний матеріал переживає процес утворення протопланетного диска, і вирішальна пребіотична хімічна еволюція відбувається вже у молекулярних хмарах.
Нещодавно складні органічні молекули знайшли у беззірковому ядрі молекулярної хмари, а також у протозірках хмари Персея. Детальніше про те, як формуються світила, читайте у нашому матеріалі «Як довго живуть зірки?»