Kokon gwiezdny z cząsteczkami organicznymi odkryty na krańcu naszej galaktyki

Po raz pierwszy astronomowie odkryli nowonarodzoną gwiazdę i otaczający ją kokon złożonych cząsteczek organicznych na skraju naszej galaktyki, znanej jako najbardziej zewnętrzna galaktyka. Odkrycie, które ujawniło ukrytą chemiczną złożoność naszego wszechświata, pojawia się w artykule naukowym w Czasopismo Astrofizyczne.

Naukowcy z Niigata University (Japonia), Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (Tajwan) oraz National Astronomical Observatory of Japan wykorzystali Atakama Large Millimeter/Sub Array (Alma) w Chile, aby zaobserwować nowonarodzoną gwiazdę (protogwiazdę) w regionie WB89-789, znajdującej się w najbardziej zewnętrznej galaktyce. Odkryto różnorodne cząsteczki węgla, tlenu, azotu, siarki i krzemu, w tym złożone cząsteczki organiczne zawierające do dziewięciu atomów. Taka protogwiazda, jak również towarzyszący jej kokon bogatego w chemię gazu molekularnego, po raz pierwszy odkryto na skraju naszej galaktyki.

Obserwacje ALMA ujawniają, że różne typy złożonych cząsteczek organicznych, takie jak metanol (CH₃OH) i etanol (C₂h₅OH), mrówczan metylu (HCOOCH₃), eter dimetylowy (CH₃i₃), formamid (NH₂CHO), propanentryl (C₂h₅CN) itp., nawet w pierwotnym środowisku skrajnej galaktyki zewnętrznej. Te złożone cząsteczki organiczne prawdopodobnie będą działać jako surowiec dla większych cząsteczek prebiotycznych.

Powyżej: Widmo radiowe protogwiazdy w najbardziej zewnętrznej galaktyce odkrytej za pomocą ALMA. Na dole: rozkłady emisji radiowych z protogwiazdy. Emisje z pyłu, formaldehyd (H2CO), rodnik etynylowy (CCH), monosiarczek węgla (CS), tlenek siarki (SO), tlenek krzemu (SiO), acetonitryl (CH3CN), formamid (NH2CHO), propannitryl (C2H5CN) , mrówczan metylu (HCOOCH3), etanol (C2H5OH), acetaldehyd (CH3CHO), dejonizowana woda (HDO) i metanol (CH3OH) przedstawiono jako przykłady. W dolnym prawym panelu pokazano dwutonowy złożony obraz w podczerwieni otaczającego obszaru (czerwony: 2,16 µm i niebieski: 1,25 µm, w oparciu o dane 2MASS). Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Shimonishi (Uniwersytet Nigata)

Co ciekawe, względna obfitość złożonych cząsteczek organicznych w tym nowo odkrytym obiekcie jest niezwykle podobna do tej, którą można znaleźć w podobnych obiektach w wewnętrznej galaktyce. Obserwacje wskazują, że złożone cząsteczki organiczne tworzą się z podobną wydajnością nawet na obrzeżach naszej galaktyki, gdzie środowisko bardzo różni się od otoczenia słonecznego.

Uważa się, że zewnętrzna część naszej galaktyki wciąż zawiera prymitywne środowisko, które istniało we wczesnej erze formowania się galaktyk. Charakterystyki środowiskowe najbardziej zewnętrznej galaktyki, na przykład mała liczebność ciężkich pierwiastków, niewielkie lub żadne perturbacje galaktycznych ramion spiralnych, różnią się znacznie od tych, które obserwujemy w obecnym sąsiedztwie Słońca. Ze względu na swoje unikalne właściwości, Skrajna Galaktyka Zewnętrzna jest doskonałym laboratorium do badania formowania się gwiazd i ośrodka międzygwiazdowego w dawnym środowisku galaktycznym.

„Dzięki ALMA byliśmy w stanie zobaczyć formującą się gwiazdę i otaczający ją kokon molekularny na skraju naszej galaktyki” – mówi Takashi Shimonishi, astronom z Niigata University w Japonii i główny autor artykułu badawczego. „Ku naszemu zdziwieniu, w pierwotnym środowisku ekstremalnej galaktyki zewnętrznej występuje wiele różnorodnych złożonych cząsteczek organicznych. Międzygwiazdowe warunki formowania się kompleksów chemicznych mogły utrzymywać się od wczesnej historii Wszechświata” – dodaje Shimonishi.

„Obserwacje te ujawniły, że złożone cząsteczki organiczne mogą skutecznie formować się nawet w środowiskach o niskiej zawartości metali, takich jak zewnętrzne regiony naszej galaktyki. Odkrycie to stanowi ważny element układanki dla zrozumienia, jak we wszechświecie tworzą się złożone cząsteczki organiczne” – mówi Kenji Fruya. , astronom z Astronomical Observatory National w Japonii i współautor artykułu.

Jednak nie jest jeszcze jasne, czy ta złożoność chemiczna jest powszechna w zewnętrznej części galaktyki. Szczególnie interesujące są złożone cząsteczki organiczne, ponieważ niektóre z nich są przyłączone do cząsteczek prebiotycznych utworzonych w przestrzeni. Zespół planuje w przyszłości obserwować większą liczbę regionów formowania się gwiazd i ma nadzieję wyjaśnić, czy układy bogate chemicznie, jakie obserwujemy w naszym Układzie Słonecznym, są wszechobecne w całej historii Wszechświata.

Odniesienie: „Odkrycie gorącego jądra molekularnego w ekstremalnej galaktyce zewnętrznej” autorstwa Takashi Shimonishi, Natsuko Izumi, Kenji Furuya i Chikako Yasui, 1 grudnia 2021 r. Dostępne tutaj Czasopismo Astrofizyczne.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac289b

Praca ta jest wspierana grantem w ramach pomocy Japońskiego Towarzystwa Promocji Nauki (19H05067, 21H00037, 21H01145).