Nature Astronomy: в скрытом ядре далекой галактики обнаружены органические молекулы

Международная группа ученых обнаружила необычно высокую концентрацию малых органических молекул в глубоко скрытом ядре близкой ультраяркой инфракрасной галактики IRAS 07251-0248. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.

IRAS 07251-0248 относится к классу ультраярких инфракрасных галактик: ее центр практически полностью скрыт плотными слоями газа и пыли.

Обычные телескопы не способны "заглянуть" внутрь, однако инфракрасное излучение проходит сквозь пылевые завесы. Именно это позволило космическому телескопу Джеймса Уэбба исследовать химический состав ядра.

Ученые использовали спектроскопические данные приборов NIRSpec и MIRI в диапазоне 3–28 микрон. Это позволило выявить "химические отпечатки" как газообразных молекул, так и замороженных льдов и пылевых частиц, а также оценить их температуру и концентрацию.

В центре галактики обнаружен широкий набор малых органических соединений: бензол (C₆H₆), метан (CH₄), ацетилен (C₂H₂), диацетилен (C₄H₂), триацетилен (C₆H₂). Кроме того, впервые за пределами Млечного Пути зафиксирован метильный радикал (CH₃). Также найдены значительные количества углеродистых пылевых зерен и водяного льда.

"Мы обнаружили неожиданно высокую химическую сложность — концентрации молекул значительно превышают предсказания существующих моделей", — отметил ведущий автор работы Исмаэль Гарсия Бернете. — "Это говорит о наличии постоянного источника углерода, подпитывающего эту химическую сеть".

Малые органические молекулы сами по себе не являются компонентами живых клеток, однако считаются важными промежуточными звеньями в цепочках реакций, ведущих к образованию аминокислот и нуклеотидов.

"Хотя такие молекулы не входят в состав живых организмов, они могут играть ключевую роль в пребиотической химии", — добавила соавтор исследования Димитра Ригопулу.

Моделирование показало, что высокая температура и турбулентность газа не объясняют столь богатую химию. Наиболее вероятным механизмом оказались космические лучи — потоки высокоэнергетических частиц. Они разрушают полициклические ароматические углеводороды и углеродистую пыль, высвобождая более мелкие молекулы в окружающий газ.

Авторы также выявили связь между количеством углеводородов и интенсивностью ионизации космическими лучами в аналогичных галактиках. Это подтверждает, что глубоко скрытые галактические ядра могут выступать своеобразными "химическими фабриками", влияя на эволюцию галактик во Вселенной.