Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил сложные органические молекулы в далекой галактике

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) обнаружил разнообразный набор сложных органических молекул в ядре ультраяркой инфракрасной галактики IRAS 07251–0248. Это открытие предоставляет новые данные о химических процессах, происходящих в экстремальных космических условиях.

Исследование, проведённое учёными из Центра астробиологии (CAB), CSIC-INTA, с использованием методов моделирования Университета Оксфорда, было сосредоточено на IRAS 07251–0248 — галактике, ядро которой скрыто за значительными слоями газа и пыли. Традиционные телескопы испытывали трудности при изучении таких областей из-за поглощения излучения этим материалом. Однако инфракрасные возможности JWST позволяют проникать сквозь пыль, раскрывая химический состав этих скрытых зон.

С помощью спектроскопических данных инструментов NIRSpec и MIRI телескопа JWST команда идентифицировала несколько малых органических молекул, включая бензол (C₆H₆), метан (CH₄), ацетилен (C₂H₂), диацетилен (C₄H₂) и триацетилен (C₆H₂). Особое внимание привлекло первое вне Млечного Пути обнаружение метильного радикала (CH₃). Помимо молекул в газовой фазе, исследователи обнаружили значительные количества твёрдых молекулярных материалов, таких как углеродистые зерна и водяные льды.

Ведущий автор доктор Исмаэль Гарсия Бернете, ранее работавший в Оксфордском университете и ныне исследователь CAB, отметил, что команда обнаружила неожиданную химическую сложность с концентрациями, значительно превышающими прогнозы современных теоретических моделей. Это указывает на непрерывный источник углерода в ядрах этих галактик, питающий богатую химическую сеть.

Наличие этих молекул может иметь решающее значение как фундаментальных строительных блоков для сложной органической химии, связанной с жизнью. Соавтор профессор Димитра Ригопулу из Оксфордского университета подчеркнула, что хотя малые органические молекулы не встречаются в живых клетках, они могут играть важную роль в предпредбиотической химии, являясь важным этапом на пути к формированию аминокислот и нуклеотидов.

Анализ показывает, что наблюдаемую химию нельзя объяснить исключительно высокими температурами или турбулентными движениями газа. Вместо этого результаты указывают на космические лучи, обильные в этих экстремальных ядрах, которые разрушают полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и углеродистую пыль, высвобождая малые органические молекулы в газовую фазу. Чёткая корреляция между содержанием углеводородов и интенсивностью ионизации космическими лучами в подобных галактиках поддерживает эту гипотезу.

Эти открытия свидетельствуют о том, что глубоко скрытые ядра галактик могут выступать в роли фабрик органических молекул, играя ключевую роль в химической эволюции галактик. Исследование открывает новые возможности для изучения формирования и обработки органических молекул в экстремальных космических условиях и демонстрирует потенциал JWST для исследования ранее недоступных областей Вселенной.