Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 17.10.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Молодые молекулы воды в старых умирающих звездах

Молодые молекулы воды в старых умирающих звездах
shortstoryf

С помощью космической обсерватории Гершель Европейского космического агентства, астрономы обнаружили, что молекула, катастрофически важная для того, чтобы могла существовать вода, может находиться в горячих осколках умирающих звезд, подобных нашему Солнцу.

Как мы все уже знаем, звезды от малых до средних масс, такие как наше Солнце, на закате своей жизни становятся очень плотными белыми карликами. При этом они сбрасывают в космическое пространство свои внешние слои пыли и газа, создавая калейдоскоп запутанных образов, известных как планетарные туманности. Но фактически эти космические образования не имеют никакого отношения к планетам. Впервые они были описаны и названы подобным образом в конце XVIII столетия астрономом Уильямом Гершелем, поскольку в его телескоп они выглядели смазанными круглыми объектами, точно так же как и планеты Солнечной системы. наблюдаемые в то время.

Спустя более чем два столетия планетарные туманности, изучаемые аппаратом, названным в честь Гершеля, привели к удивительному открытию. Точно так же, как и взрывы тяжелых звезд, предсмертные «судороги» малых и средних, ответственных за возникновение планетарных туманностей, обогащают местную межзвездную среду элементами, от которых могут родиться звезды следующего поколения. В то время как сверхновые формируют новые тяжелые элементы, планетарные туманности содержать значительную долю более легких «элементов жизни», таких как углерод, азот и кислород, которые образовались в результате ядерного синтеза в родительской звезде.

OH+ в Туманности Кольцо

На этом снимке показана Туманность Кольцо, снятая Хабблом в видимом диапазоне и двумя приборами обсерватории Гершель SPIRE и PACS в диапазоне 51–672 микрон для указанного региона. Как видно, в спектре присутствует молекула OH+. Источник: Hubble image: NASA/ESA/C. Robert O’Dell (Vanderbilt University) Herschel data: ESA/Herschel/PACS & SPIRE/ HerPlaNS survey/I. Aleman et al.

Звезды, как наше Солнце, устойчиво сжигает водород в своем ядре в течение миллиардов лет. Но как только это топливо начинает заканчиваться, звезда превращается в красного гиганта, становится непостоянной и теряет свои внешние слои, из которых потом образуется планетарная туманность. А оставшееся от звезды ядро в конечном счете становится белым карликом, освещающим ультрафиолетовым излучением окружающее космическое пространство. Это интенсивное излучение может разрушить молекулы, которые были ранее выброшены звездой и сгруппировались в кольцевых уплотнениях вещества, обнаруженного на периферии планетарных туманностей. Сильное излучение, как предполагается, ограничило и формирование новых молекул в этих регионах.

Но в двух независимых друг от друга исследованиях обсерватории Гершель астрономы обнаружили, что молекуле, жизненно важной для формирования воды, по всей видимости, нравится такая резкая окружающая среда, а возможно, это является и необходимым фактором, для ее формирования. Этой молекулой является положительно заряженная комбинация одного атома кислорода и одного атома водорода, известная как OH+. В первом исследовании доктор Изабель Алеман из университета Лейдена в Нидерландах, проанализировала 11 планетарных туманностей, в трех из которых была обнаружила эту молекулу. То, что связывает эти туманности — они содержат в себе самые горячие звезды с температурами, превышающими 100000 градусов Цельсия.

«Мы думаем, что главная подсказка для нас находится в присутствии плотных глыб газа и пыли, которые как раз освещены ультрафиолетом и испускают рентгеновские лучи от центральной звезды. Эта высокоэнергетическая радиация взаимодействует со скоплениями вещества, что вызывает химические реакции, которые приводят к возникновению молекул OH+», — говорит доктор Алеман.

OH+ в Туманности Улитка

Снимок Туманности Улитка от телескопов Хаббл (видимый диапазон) и Гершель (обведен контурами) Информация от Гершеля получена с помощью инструмента SPIRE в длине волны около 250 микрон. Выделенный участок демонстрирует четкие подписи молекул CO и OH+. Источник: Hubble image: NASA/ESA/C.R. O’Dell (Vanderbilt University), M. Meixner & P. McCullough (STScI); Herschel data: ESA/Herschel/SPIRE/MESS Consortium/M. Etxaluze et al

Тем временем другое исследование, проведенное испанскими учеными, было сконцентрировано на одной только туманности, известной как Туманность Улитка (Helix Nebula, NGC 7293). Она является одной из самых близких к нам планетарных туманностей на расстоянии 700 световых лет. Ее центральная звезда имеет массу приблизительно в половину солнечной, однако имеет намного более высокую температуру, приблизительно 120000 градусов Цельсия. Разлетающаяся оболочка звезды, которая, если судить по оптическим изображениям, напоминает человеческий глаз, очень богата разнообразными молекулами. Гершель составил карту распределения критической молекулы OH+ и обнаружил, что большие скопления этих молекул обнаруживаются в тех местах, в которых молекулы угарного газа ранее были разрушены ультрафиолетовым излучением. Как только атомы кислорода высвободились из молекул угарного газа, они стали активно формировать водородно-кислородные молекулы, автоматически подтверждая теорию о том, что под действием ультрафиолета они могут формироваться. Эти два исследования впервые идентифицировали эту критическую для воды молекулу в планетарных туманностях, однако не смогли ответить на вопрос, может ли в таких критических условиях сформироваться сама вода.

«Близкое расположение Туманности Улитка означает, что у нас есть естественная лаборатория, для подробного изучения химических процессов, приводящих к формированию молекулы OH+ и их роли в дальнейшей рециркуляции этих молекул через межзвездную среду. Гершель постарается отследить признаки воды от этой туманности до пояса астероидов в нашей Солнечной системе. Теперь-то мы уж точно знаем, что звезды как наше Солнце могли способствовать формированию воды во вселенной в тот момент, когда они сами находятся уже в предсмертном состоянии».

По информации Европейского космического агентства.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google