Последнее исследование, проведенное Оксфордским университетом в Соединенном Королевстве и Центром астробиологии в Испании (CAB), показывает, что космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) обнаружил в ярком инфракрасном ядре галактики, которое было сильно скрыто пылью, обилие низкомолекулярных органических соединений, которое никогда ранее не подтверждалось напрямую за пределами Млечного Пути.
Исследователи отметили, что космические лучи высокой энергии могут непрерывно бомбардировать богатые углеродом частицы пыли и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) глубоко в галактике, разбивая их на куски и непрерывно производя более мелкие органические молекулы, превращая эти глубоко захороненные ядра галактик в мощный «центр производства органических молекул» во Вселенной.
Целью исследования была сверхяркая инфракрасная галактика IRAS 07251–0248. Центральная область галактики окутана чрезвычайно плотным газом и пылью, так что сверхмассивная черная дыра в центре и окружающая ее активность почти полностью блокируются в видимом диапазоне света, что затрудняет заглядывание в ее недра обычным телескопам. Однако свет в инфракрасном диапазоне может проникать сквозь пыль. Телескоп Джеймса Уэбба воспользовался этим для проведения углубленных наблюдений за погребенным ядром галактики, что позволило ему определить, какие химические процессы доминируют в этой экстремальной среде.
Исследовательская группа использовала спектральные данные JWST в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне для проведения детального анализа излучения в диапазоне длин волн 3–28 микрон. Объединив спектральные линии, полученные с помощью NIRSpec и приборов среднего инфракрасного диапазона, они идентифицировали характерные «отпечатки пальцев» молекул газовой фазы, ледоподобных включений и частиц пыли. Моделируя эти спектральные особенности, ученые могут определить содержание и температурное распределение различных соединений в ядре галактики и нарисовать беспрецедентную «картину химической структуры».
Результаты показывают, что внутри погребенного ядра галактики имеется необычайно богатое разнообразие небольших органических молекул, включая ряд углеродосодержащих и водородсодержащих молекул, таких как бензол (C₆H₆), метан (CH₄), ацетилен (C₂H₂), диацетилен (C₄H₂) и триацетилен (C₆H₂). Команда также впервые напрямую обнаружила метильные радикалы (CH₃) за пределами Млечного Пути, и это открытие еще раз подчеркивает сложность органических химических сетей в этом регионе. Помимо молекул газовой фазы, наблюдения также выявили существование большого количества твердых материалов, в том числе богатых углеродом частиц пыли и водяного льда, что дает важные подсказки для объяснения источника углерода.
Первый автор статьи Исмаэль Гарсиа-Бернет, который работал в Оксфордском университете, а в настоящее время работает в Центре астробиологии, сказал, что наблюдаемое количество малых органических молекул намного выше, чем ожидалось существующими теоретическими моделями, подразумевая, что в ядре галактики должен существовать непрерывный источник углерода, управляющий этой сложной и эффективной химической сетью. Анализ команды показывает, что одних только высоких температур или турбулентности недостаточно, чтобы объяснить это явление химического обогащения. Более разумное объяснение состоит в том, что ключевую роль в этом играют космические лучи высоких энергий.
Используя теоретическую модель и метод анализа полициклических ароматических углеводородов, разработанные оксфордской командой, исследователи обнаружили, что космические лучи, заполняющие эти крайние ядра галактик, часто поражают ПАУ и богатые углеродом частицы пыли, разрушая изначально более крупные структуры на основе углерода и высвобождая в газ большое количество более мелких органических молекул. В нескольких подобных галактиках исследование также обнаружило значительную корреляцию между содержанием молекул углеводородов и уровнем ионизации космических лучей. Эти статистические данные еще раз подтверждают картину «заводов по производству органической химии, управляемых космическими лучами».
Хотя обнаруженные на этот раз небольшие органические молекулы сами по себе не представляют собой жизнь, они считаются одним из ключевых сырьевых материалов для «пребиохимии» более высокого порядка. Соавтор Димитра Ригопулу, профессор физики Оксфордского университета, отметил, что хотя такие маленькие молекулы не появляются непосредственно в живых клетках, они могут играть важную роль до формирования основных молекул жизни, таких как аминокислоты и нуклеотиды, и представляют собой ключевое промежуточное звено от неорганических веществ к сложным органическим системам.
Исследователи предполагают, что ядра галактик, подобные IRAS 07251–0248, которые погребены в густой пыли, могут играть гораздо более важную роль в химической эволюции Вселенной, чем считалось ранее. Они являются не только энергетическими центрами бурной деятельности звезд и черных дыр, они также могут быть «мастерскими» по синтезу и переработке крупномасштабных органических молекул, непрерывно транспортирующих разнообразные органические соединения в галактику и даже в более широкое межзвездное пространство, влияя таким образом на химический состав и траекторию эволюции всей галактики.
Эта работа демонстрирует уникальную способность космического телескопа Джеймса Уэбба обнаруживать химические процессы в экстремальных условиях, позволяя ученым впервые систематически взглянуть на химическую активность в захороненных ядрах галактик, которая ранее была почти полностью невидимой. Соответствующие результаты были опубликованы в журнале Nature Astronomy 6 февраля 2026 года. Статья называется «Обильные углеводороды, частицы углеродистой пыли и признаки переработки полициклических ароматических углеводородов в погребенных ядрах галактик», что дополнительно предоставляет ключевые наблюдательные данные для понимания того, как углерод и сложные органические молекулы генерируются и развиваются во Вселенной.