Тёмное облако вспыхнуло изнутри: космические лучи раскрыли химию, спрятанную за 500 световых лет
В глубинах холодного космоса, где не видно ни звёзд, ни ярких вспышек, космические лучи меняют химическую судьбу будущих миров. Международной группе астрономов впервые удалось напрямую зафиксировать их влияние на плотное молекулярное облако. Наблюдения показали, что высокоэнергетичные частицы способны запускать измеримые реакции в самом сердце тёмных газовых сгустков. Об этом пишет Phys. org.
Космические лучи внутри ледяного облака
Звёзды и планеты формируются в холодных и плотных облаках газа и пыли. Одним из таких объектов считается Барнард 68 — компактное облако примерно в 500 световых годах от Земли в созвездии Змееносца. Температура там опускается до -264 °C, а плотность настолько велика, что свет почти не проходит внутрь.
В подобных условиях химия развивается иначе, чем в разрежённом межзвёздном пространстве. Космические лучи, состоящие из заряженных частиц высокой энергии, проникают сквозь толщу газа и инициируют реакции, которые невозможно запустить обычным излучением. Этот процесс напоминает то, как в ранней истории Солнечной системы внешние события влияли на формирование вещества, о чём свидетельствуют данные о том, что вспышка сверхновой запустила формирование Земли.
Наблюдение с помощью "Джеймса Уэбба"
Команда под руководством доктора Брэндта Гэчесса из Университета Дуйсбург-Эссена направила спектрометр телескопа "Джеймс Уэбб" на Барнард 68. Учёные искали слабые инфракрасные линии, которые могли бы свидетельствовать о возбуждении молекулярного водорода.
Именно такие сигналы и удалось обнаружить. Впервые наблюдения подтвердили, что космические лучи напрямую стимулируют излучение молекулярного водорода H₂, а не только косвенно влияют на состав облака. Ранее скорость ионизации — ключевой параметр, определяющий частоту столкновений частиц с молекулами, — оценивали по косвенным признакам и распределению редких соединений.
Теперь исследователи получили прямой измеряемый эффект. Это стало возможным благодаря чувствительности нового телескопа, который способен фиксировать крайне слабое свечение в инфракрасном диапазоне.
Почему это важно для рождения звёзд
Ионизация задаёт основу химии молекулярных облаков. От неё зависит образование более сложных молекул, которые со временем входят в состав протопланетных дисков и молодых планет. Чем точнее известно влияние космических лучей, тем надёжнее модели звездообразования.
Результаты согласуются с теоретическими расчётами прошлых десятилетий: были обнаружены три характерные особенности сигнала, совпадающие с прогнозами астрохимических моделей. Это открывает возможность точнее оценивать внутреннюю структуру облаков и их эволюцию. Подобные наблюдения дополняют и другие исследования экстремальных космических сред, например случаи, когда образцы радиоустойчивого гриба вырастили на МКС, демонстрируя, как радиация влияет на материю и живые системы.
