Астрономия

Планетарная туманность Бабочка (NGC 6302), расположенная на расстоянии около 3400 световых лет от Земли, оказалась «фабрикой» по производству сложных молекул и кристаллической пыли. К такому выводу астрономы пришли, изучив NGC 6302 с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб».

Одна из самых сложных структур среди известных полярных туманностей — «космическая бабочка» — представляет собой оболочку ионизированного газа вокруг центральной звезды — предшественника белого карлика. Первое в истории изображение NGC 6302 опубликовал в 1906 году американский астроном Эдуард Барнард. Однако четко идентифицировать светило, температура поверхности которого превышает 200 000 °C, в оптике до сих пор не удавалось.

Теперь авторы нового исследования, опубликованного в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical, обнаружили: излучение центральной звезды туманности настолько мощное, что ионизирует атомы до экстремальных состояний, формируя линии элементов с энергиями до 205 электронвольт. Разные газы при этом распределены «слоями», из-за чего структура Бабочки напоминает пузырь, выбитый серией импульсных выбросов, а не спокойным звездным ветром.

Однако больше всего ученых удивило наличие в туманности полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) — органических молекул межзвездной пыли, необходимых для формирования каменистых планет. Их называют предшественниками строительных «кирпичиков» жизни, а формирование связывают с углеродными областями.

В случае с NGC 6302, однако, все оказалось иначе: анализ данных показал, что хотя среда туманности богата кислородом, ПАУ рождаются прямо на границе пузыря горячего ионизированного газа. Открытие меняет представление о том, как именно углеродсодержащая пыль поступает в межзвездную среду.

Вокруг центра туманности также обнаружили массивный пылевой тор — область из пыли и газа, расположенную вокруг центрального источника энергии (остатка оболочки звезды, выброшенной на поздней стадии эволюции светила), которая рассеивает и поглощает излучение и, по мнению астрономов, может служить «сырьем» для формирования планетных систем.

Результаты показали, что пылевой тор Бабочки содержит примерно две солнечные массы газа и около 0,03 солнечной массы пыли, состоящей в основном из крупных кристаллических силикатов. Эти зерна, судя по всему, формировались десятки тысяч лет, подвергаясь облучению ультрафиолетом и медленному «обжигу».

В торе также зафиксировали следы кварца, форстерита и энстатита — соединений, встречающихся и на Земле. Всего астрономы зарегистрировали приблизительно 200 спектральных линий атомов и молекул, многие из которых ранее наблюдали только в солнечной короне или в активных ядрах галактик.

Туманность NGC 6302 можно назвать «фабрикой» по переработке звездного вещества, поскольку там одновременно сосуществуют кислородные и углеродные соединения, наблюдаются вспышкообразные выбросы газа, а также формируются органические молекулы. Эти процессы, по мнению астрономов, позволяют понять, как именно продукты жизнедеятельности светил пополняют межзвездное пространство, участвуя в химической эволюции будущих планет.