Ученые обнаружили в глубоком космосе два загадочных ледяных объекта, которые сложно объяснить. В отличие от типичного межзвездного льда, эти объекты не окружены пылью, излучают необычную энергетическую сигнатуру и содержат неожиданно высокие концентрации монооксида кремния. Их изоляция указывает на неизвестную среду, в которой формировались ключевые молекулы жизни.
Органические молекулы являются строительными блоками жизни и, как полагают, образовались в космосе. Однако где именно они возникают и как попадают на планеты, остается главным вопросом астрономии и планетологии. Присутствие льда в межзвездном пространстве является ключом к разгадке этой загадки. В холодных, плотных и затемненных областях Млечного Пути атомы и молекулы прикрепляются к крошечным частицам пыли, образуя межзвездный лед — процесс, аналогичный тому, как образуются снежинки в облаках Земли.
Чтобы изучить этот вопрос, астрономы из Университета Ниигаты и Токийского университета наблюдали два загадочных межзвездных объекта с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) в Чили. Японский инфракрасный спутник AKARI впервые обнаружил эти два объекта в 2021 году, и известно, что они содержат межзвездный лед, богатый водой и органическими молекулами. Однако их точная природа остается неясной. В отличие от большинства межзвездных льдов, которые обычно существуют в плотных областях звездообразования, эти два объекта особенно интересны, поскольку существуют за пределами каких-либо известных областей звездообразования.
Исследовательская группа использовала ALMA для наблюдения за объектами с длиной волны около 0,9 миллиметров. Инфракрасные наблюдения полезны для изучения твердого вещества, такого как лед, но радионаблюдения, такие как ALMA, позволяют лучше понять движение и состав окружающих газов. Если эти объекты формируют звезды, изображения с высоким разрешением, полученные с помощью ALMA, могли бы обнаружить молекулярное излучение, связанное с образованием звезд. Аналогично, если бы рядом с этими объектами находились ранее неизвестные молекулярные облака, то они также проявлялись бы в виде протяженных областей газовых выбросов, особенно угарного газа.
Однако наблюдаемые результаты отличались от всех вышеперечисленных ожиданий. В положениях этих двух ледяных объектов были обнаружены только молекулярные эмиссионные линии монооксида углерода и монооксида кремния, причем их распределение было очень компактным, менее угловой секунды. Команда использовала данные ALMA для анализа расстояния, движения, размера и химического состава молекулярного газа, связанного с этими объектами.
Например, основываясь на анализе их лучевых скоростей, эти два объекта находятся примерно на расстоянии от 30 000 до 40 000 световых лет от Земли. Более того, их значительная разница в скорости позволяет предположить, что эти два объекта кинематически независимы и расположены на разных расстояниях, хотя они находятся всего на расстоянии около 3 угловых минут друг от друга на небесной сфере и имеют схожий цвет, яркость и характеристики межзвездного льда.
Межзвездные объекты со льдом обычно содержат большое количество пыли, из-за чего они ярко сияют в диапазоне от дальнего инфракрасного до субмиллиметрового диапазона волн. Однако наблюдения ALMA в этом исследовании не обнаружили субмиллиметрового излучения от этих двух ледяных объектов, обнаруживая необычное распределение энергии, несовместимое с ранее известными характеристиками межзвездных ледяных объектов.
Кроме того, наблюдения ALMA показывают, что соотношение монооксида кремния и монооксида углерода в этих двух объектах значительно выше, чем наблюдаемое в обычных молекулярных облаках. Такое изобилие кремнезема обычно встречается только в регионах, где межзвездная пыль была разрушена сильными ударными волнами, что позволяет предположить, что оба объекта связаны с источниками энергии, которые сильно возмущают газ.
Уникальные свойства загадочных ледяных объектов, обнаруженных ALMA, не могут быть объяснены какими-либо характеристиками известных объектов, связанных с межзвездными ледяными объектами, такими как недавно образовавшиеся звезды, молодые звезды с протопланетными дисками, эволюционировавшие звезды, демонстрирующие сильную потерю массы, или яркие звезды, расположенные за плотными молекулярными облаками.
Такаси Симониси, астроном из Университета Ниигаты в Японии и первый автор этой статьи, сказал: «Они могут представлять новый класс межзвездных объектов, которые обеспечивают благоприятную среду для образования льда и органических молекул. В будущем наблюдения родственных газов с высоким разрешением с помощью телескопа ALMA и более детальные исследования льда и пыли с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба раскроют природу этих загадочных ледяных объектов».
Эти результаты были опубликованы в выпуске The Astrophysical Journal от 25 февраля 2025 года.
Собрано из /scitechdaily