Высокоэнергетическое излучение в межзвёздной среде традиционно считается главным фактором разрушения сложных молекул. Однако новое исследование международной группы астрохимиков доказало, что в плотных ледяных облаках вокруг молодых звёзд космические лучи могут играть противоположную роль. Наблюдения за массивной протозвездой Cepheus A HW2 впервые предоставили прямые доказательства того, что потоки радиации способны запускать интенсивный синтез органики, поддерживая образование предбиологических молекул даже в экстремально агрессивной среде.
Роль протозвездных джетов в астрохимии
Для проверки гипотезы учёные сфокусировались на объекте Cepheus A HW2, расположенном в 700 парсеках от Земли. Эта протозвезда в 12–24 раза тяжелее Солнца и светит в десять тысяч раз ярче. Выбор пал именно на неё из-за наличия мощного ионизированного джета. Существовала теория, что внутри таких потоков из-за колоссальных ударных волн могут рождаться локальные космические лучи.
В период с 2024 по 2025 год международная команда, объединившая специалистов из Института Нильса Бора, Обсерватории Онсала, Института Макса Планка и университетов США, провела высокочувствительное сканирование региона. Работа велась на базе 20-метрового радиотелескопа Онсала (Швеция). Точность приборов позволила зафиксировать радиоизлучение молекул в диапазоне от 3 до 7 миллиметров и составить детальную химическую карту кокона протозвезды.
Сравнительный анализ газовых потоков
Внутри региона были обнаружены два независимых потока газа, движущихся с разной скоростью: 11 км/с и 5 км/с относительно галактических стандартов. Это стало идеальной базой для эксперимента: первый поток находился под прямым воздействием джета, а второй выступил в роли контрольной группы.
Анализ показал, что в потоке со скоростью 11 км/с уровень ионизации космическими лучами был в десятки раз выше, чем в спокойном резервуаре, и значительно превышал средний фоновый уровень галактики. Именно в этой зоне астрохимики зафиксировали богатство сложной органики: метанол, метилцианид, ацетальдегид, кетен и метилформиат. Эти вещества служат фундаментом для синтеза аминокислот и других биологических молекул.
Механизмы синтеза в экстремальных условиях
Компьютерное моделирование подтвердило: радиация от джета не разрушает, а стимулирует химические процессы. Космические лучи «взламывают» простейшие льды на поверхности космической пыли, заставляя элементы вступать в реакции и выбивая сложную органику в газовую фазу. В контрольной зоне, где уровень радиации оставался стандартным, значимых концентраций этих соединений обнаружено не было.
Параметры среды
Для расчётов исследователи использовали ионы простых газов в качестве «щупов». Изучая их концентрацию и степень дейтерирования, удалось математически вычислить состояние среды:
- Температура в органическом ядре: 33 Кельвина.
- Общая масса исследованного газового облака: 133 массы Солнца.
Ранее подобные механизмы наблюдались лишь в спокойных и маломассивных регионах космоса, подобных тем, где формировалась Солнечная система. Теперь стало ясно, что законы астрохимии бесперебойно работают даже вокруг звёзд-гигантов. Полученные данные позволят точнее оценивать химический потенциал далёких планетных систем и глубже понимать тайну зарождения жизни во Вселенной.
