Кольцо из поваренной соли вокруг молодой звезды

Изрядно подсолено: Астрономы впервые нашли возле молодой звезды хлорид натрия - то есть поваренную соль - и хлорид калия, что их самих очень удивило. По подсчетам обнаруживших это исследователей, пылевой диск звезды может содержать соли больше, чем все земные моря и океаны вместе взятые. Однако, как пишут ученые в журнале Astrophysical Journal, каким образом эти молекулы возникли, а также могут ли и другие молодые звезды обладать такими солеными пылевыми дисками, наука ответить пока что не может.

Астрономы впервые обнаружили хлорид натрия и хлорид калия во внешней зоне пылевого диска вокруг молодой звезды Orion SrcI. © NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello

Звездные колыбели неспроста называют химическими лабораториями космоса. В плотных облаках газа и пыли экстремальные условия и высокоэнергетическое излучение молодых звезд вызывают образование новых химических соединений. Но при этом уже и в межзвездных газовых облаках астрономы обнаружили множество молекул, среди которых выявлены и органические соединения, такие как аминоацетонитрил и пропиленоксид, а также диоксид титана, перекись водорода и даже фуллерен - углеродные молекулы в форме футбольного мяча.

Поваренная соль и хлорид калия вокруг молодой звезды

Адам Гинзбург из Национальной радиоастрономической обсерватории США (NRAO) в Нью-Мексико и его команда открыли целый массив таких молекул в совершенно неожиданном месте. Они впервые использовали комплекс радиотелескопов Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) для обнаружения хлорида натрия и хлорида калия в пылевом диске молодой звезды - Orion SrcI. Эта очень молодая, но массивная звезда расположена примерно в 1300 световых годах от нас.

На расстоянии приблизительно от 30 до 60 астрономических единиц от этой звезды астрономы отследили спектральные сигнатуры поваренной соли и других солей. Основываясь на полученных данных, Гинзбург и его команда подсчитали, что здесь имеется по крайней мере один триллион фунтов соли - столько же, сколько есть во всех земных океанах вместе взятых. Как считают исследователи, эти соединения, скорее всего, вращаются не в плотном центре пылевого диска, а на его поверхности.

Подтверждение в межзвездной среде

«Удивительно, что нам удалось обнаружить эти молекулы именно там», - говорит Гинзбург. - «Ведь до сих пор мы видели такие соли только во внешних оболочках умирающих звезд». Поэтому астрономы предположили, что такие газообразные щелочные соединения образуются только в очень ограниченных условиях в испаренном виде, а затем быстро поглощаются пылевыми частицами.

Снимок ALMA соленого кольца (синим) возле Orion Src I. © ALMA (NRAO/ESO/NAOJ), NRAO/AUI/NSF, Gemini Observatory/AURA

Но со звездой Orion SrcI это явно не тот случай. а вот почему, неясно. «Мы до сих пор еще не можем по-настоящему оценить, что означает это открытие», - говорит Гинзбург. - «Но эта находка показывает, что окружение этой звезды должно быть очень необычным». Как сообщают исследователи, массивная звезда образовалась всего около 550 лет назад, и при этом она была выброшена на высокой скорости из своего изначального облака.

60 различных энергетических состояний

Но вот что необычно: Соли присутствуют не в каком-то одном энергетическом состоянии, но и в бесчисленных различных возбужденных формах. «Глядя на спектральные данные ALMA, мы видим около 60 различных переходов хлорида натрия и хлорида калия», - сообщает соавтор исследования Бретт МакГуайр из NRAO. - «Это одновременно выглядит и шокирующе, и захватывающе». Потому что еще никто и никогда не обнаруживал так много таких возбужденных вибрирующих состояний в межзвездной среде.

Новое открытие предполагает, что эти пары соли существуют в широком диапазоне температур. Удалось определить, что окружение солей может варьироваться в температурном диапазоне от минус 175 градусов до плюс 3700 градусов по Цельсию. Из этих данных также следует, что солевые пары образуются не во внутреннем пылевом диске, а на его поверхности - возможно, при испарении частиц пыли.

Соляные пары и вокруг других звезд?

Пока что остается неясным, встречаются ли такие пары соли в среде других молодых звезд, или же Orion SrcI является в этом отношении исключением. «Поэтому нашим следующим шагом станет поиск солей и металлсодержащих молекул и в других регионах», - говорит Гинзбург. Если поиск увенчается успехом, то астрономы не только смогут по-новому взглянуть на химию звездных дисков; соли могут также помочь исследовать формы и структуры таких дисков.

«Когда мы изучаем протозвезды, сигналы от диска и оттока от звезды обычно смешиваются, что затрудняет их различение», - объясняет Гинзбург. Зато пары соли обнаруживаются только на поверхности пылевого диска и относительно точно позволяют отследить его форму. «Теперь, когда мы можем четко ограничить диск, мы сможем более точно увидеть, как он движется, и определить, сколько в нем массы», - говорит исследователь.