Международная группа астрономов обнаружила неожиданные особенности химических процессов в окрестностях молодых звёзд. Исследование проводилось с помощью комплекса радиотелескопов ALMA в Чили в рамках проекта COMPASS, посвящённого поиску сложных органических молекул в областях формирования планет.

Учёные изучили газ и пыль вокруг одиннадцати молодых звёзд небольшой массы, подобных будущему Солнцу. Особое внимание уделялось метанолу — органическому соединению с формулой CH₃OH. Это одна из самых распространённых сложных органических молекул в межзвёздной среде и протопланетных дисках.

Метанол интересен не только как часть химического материала, из которого формируются планеты. По его составу можно судить о физических условиях, существовавших в этих областях. Например, иногда обычный водород в молекуле заменяется дейтерием — более тяжёлым изотопом водорода. Соотношение таких молекул зависит от температуры и других условий химических реакций.

Одним из неожиданных результатов стало обнаружение дейтерированного метанола в диске вокруг протозвезды IRAS 4A2, расположенной примерно в тысяче световых лет от Земли, в молекулярном облаке Персея. Среди одиннадцати исследованных объектов соответствующий сигнал удалось выявить только у неё.

Но ещё более интересным оказалось другое открытие. Более чем у половины исследованных протозвёзд астрономы обнаружили мазерное излучение метанола, причём чаще оно встречалось у самых молодых объектов.

Мазер можно назвать природным аналогом лазера, работающим в микроволновом диапазоне. Его излучение возникает, когда молекулы в определённых физических условиях начинают усиливать электромагнитные волны. В космосе такие условия могут создаваться, например, при прохождении ударных волн через газ.

Ранее метанольные мазеры наблюдали преимущественно в окрестностях массивных молодых звёзд, где газовые потоки и ударные процессы особенно интенсивны. Теперь подобное явление впервые обнаружено и у маломассивных протозвёзд.

По словам руководителя проекта Марии Дроздовской из Бернского университета, это показывает, что даже в сравнительно спокойных системах, где формируются звёзды солнечного типа, могут возникать локальные экстремальные условия.

Одно из возможных объяснений — кратковременные вспышки активности молодой звезды при поглощении вещества из окружающего диска. Они способны создавать ударные волны, возбуждающие молекулы метанола и запускающие мазерное излучение. Пока это рассматривается как возможный механизм, а не окончательно установленная причина.

Наблюдения также выявили различия в содержании соединений кислорода и азота у разных протозвёзд. Это означает, что даже системы со сходными характеристиками могут начинать формирование планет с несколько различным набором химических веществ.

Полученные результаты важны для понимания происхождения органических соединений, которые впоследствии могут попасть на молодые планеты. Однако обнаружение метанола само по себе не свидетельствует о существовании жизни или даже о наличии пригодных для неё условий.

Первые результаты проекта COMPASS представлены сразу в семи научных статьях в октябрьском выпуске журнала Astronomy & Astrophysics. Полный анализ собранных данных займёт ещё несколько лет. В дальнейшем исследователи планируют привлечь и другие обсерватории, включая космический телескоп «Джеймс Уэбб».

https://www.space.com/space-exploration/search-for-life/scientists-discover-chemical-starter-kit-for-life-in-planetary-birthplaces