|
Более ста видов молекул обнаружены в близлежащей галактике
|
|
|
|
Во Вселенной некоторые галактики образуют звезды гораздо быстрее, чем наша галактика Млечный Путь. Такие галактики называются галактиками, в которых происходит звездообразование. До сих пор остается загадкой, как именно может происходить столь интенсивное звездообразование и чем оно заканчивается. Вероятность образования звезд зависит от свойств исходного материала, из которого рождаются звезды, такого как молекулярный газ, газообразное вещество, состоящее из различных молекул. Например, звезды формируются в плотных областях внутри молекулярных облаков, где гравитация может действовать более эффективно. Через некоторое время после активного звездообразования существующие звезды и взрывы умерших звезд передают энергию окружающей среде, что может помешать будущему звездообразованию. Эти физические процессы влияют на химический состав галактики и накладывают отпечаток на интенсивность сигналов от молекул. Поскольку каждая молекула излучает на определенных частотах, наблюдения в широком диапазоне частот позволяют нам анализировать физические свойства и дают представление о механизме звездообразования.
|
|
|
|
В рамках комплексной внегалактической молекулярной съемки высокого разрешения ALMA (ALCHEMI) доктор Нанасе Харада из Национальной астрономической обсерватории Японии наблюдал NGC 253, галактику со вспышками звезд на расстоянии 11,5 миллионов световых лет от нас в созвездии Скульптора. Они смогли обнаружить более ста видов молекул в центральной молекулярной зоне галактики. Это химическое сырье является самым богатым за пределами Млечного Пути и включает молекулы, которые были обнаружены впервые за пределами Млечного Пути, такие как этанол и фосфорсодержащие соединения PN. Во-первых, астрономы обнаружили, что молекулярный газ высокой плотности, вероятно, способствует активному звездообразованию в этой галактике. Каждая молекула излучает на нескольких частотах, и их относительная и абсолютная мощность меняется в зависимости от плотности и температуры. При анализе многочисленных сигналов некоторых видов молекул оказалось, что количество плотного газа в центре NGC 253 более чем в 10 раз превышает таковое в центре Млечного Пути, что может объяснить, почему NGC 253 формирует звезды примерно в 30 раз эффективнее даже при том же количестве молекулярного газа. газ.
|
|
|
Одним из механизмов, который может способствовать сжатию молекулярных облаков в более плотные, является столкновение между ними. В центре NGC 253, вероятно, происходят столкновения облаков, когда потоки газа и звезд пересекаются, создавая ударные волны, распространяющиеся со сверхзвуковой скоростью. Эти ударные волны испаряют молекулы, такие как метанол и HNCO, замерзая на частицах ледяной пыли. Когда молекулы испаряются в виде газа, их можно наблюдать с помощью радиотелескопов, таких как ALMA. Некоторые молекулы также указывают на продолжающееся звездообразование. Известно, что вокруг молодых звезд в изобилии присутствуют сложные органические молекулы. Это исследование показывает, что в NGC 253 активное звездообразование создает горячую и плотную среду, подобную той, что наблюдается вокруг отдельных протозвезд в Млечном Пути. Количество сложных органических молекул в центре NGC 253 аналогично количеству молекул вокруг протозвезд в галактике. В дополнение к физическим условиям, которые могли способствовать звездообразованию, исследование также выявило суровую окружающую среду, оставленную предыдущими поколениями звезд, которая может замедлить звездообразование в будущем.
|
|
|
|
Когда массивные звезды умирают, они вызывают мощные взрывы, известные как сверхновые, которые испускают энергетические частицы, называемые космическими лучами. Молекулярный состав NGC 253 показал, что благодаря увеличению содержания таких частиц, как H3O+ и HOC+, у молекул в этом регионе космические лучи отбирали часть электронов со скоростью, по меньшей мере, в 1000 раз большей, чем вблизи Солнечной системы. Это говорит о значительном выделении энергии сверхновыми, что затрудняет конденсацию газа с образованием звезд. Наконец, исследование ALCHEMI предоставило атлас из 44 видов молекул, что вдвое превышает количество, доступное в предыдущих исследованиях за пределами Млечного Пути. Применив метод машинного обучения к этому атласу, исследователи смогли определить, какие молекулы могут наиболее эффективно проследить историю звездообразования, упомянутую выше, — от начала до конца.
|
|
|
|
Как описано выше с некоторыми примерами, некоторые виды молекул обнаруживают такие явления, как ударные волны или плотный газ, которые могут способствовать образованию звезд. В молодых областях звездообразования содержится много химических элементов, включая сложные органические молекулы. Между тем, проявленный звездный всплеск демонстрирует усиление цианорадикала, что указывает на выделение энергии массивными звездами в виде ультрафиолетовых фотонов, которые также могут препятствовать будущему звездообразованию. “Обнаружение этих индикаторов может помочь в планировании будущих наблюдений с использованием ожидаемого в этом десятилетии повышения широкополосной чувствительности в рамках плана развития ALMA 2030, благодаря которому одновременные наблюдения множества молекулярных переходов станут намного более управляемыми”, - заявили ученые.
|
|
|
|
Источник
|
