Телескоп Джеймс Уэбб впервые обнаружил сухой лед в планетарной туманности

Международная группа астрономов под руководством Чарми Бхатт из Университета Западного Онтарио с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST) впервые обнаружила сухой лед (твердый диоксид углерода) в планетарной туманности NGC 6302, известной как Туманность Бабочка. Результаты наблюдений, которые стали первым подтверждением наличия льда, более летучего, чем вода, в подобных объектах, были опубликованы на сервере препринтов arXiv.

Международная группа астрономов использовала космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST) для наблюдения за сложной планетарной туманностью, известной как NGC 6302, которую также называют Туманностью Бабочка или Туманностью Жук. Расположенная на расстоянии примерно 3400 световых лет в созвездии Скорпиона, эта биполярная туманность с яркими лопастями и массивным пылевым тором уже давно привлекает внимание ученых своей богатой химией.

Предыдущие исследования выявили в ней присутствие метильного катиона (CH₃⁺), играющего ключевую роль в органической химии, и широкое распространение полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), что указывает на поддержку средой туманности множества активных химических процессов.

Используя прибор MIRI (Mid-Infrared Instrument) на борту JWST, команда под руководством Чарми Бхатт провела детальный химический анализ центральной звезды, тора и внутренних областей биполярных долей NGC 6302. Спектрометр прибора зафиксировал четкие полосы поглощения, соответствующие газообразному диоксиду углерода в диапазоне 14,8–15,2 мкм.

Однако самым важным открытием стало обнаружение двух ключевых характеристик сухого льда в пылевом торе: неглубокого широкого поглощения в диапазоне 14,9–15,15 мкм и второго поглощения в диапазоне 15,2–15,3 мкм. Ученые объясняют, что это первый случай выявления вида льда, более летучего, чем вода, в любой планетарной туманности, что особенно примечательно, учитывая суровые условия этих объектов.

Как правило, среда планетарных туманностей с ее интенсивным ультрафиолетовым излучением считается негостеприимной для хрупких молекулярных видов и льдов, которые в изобилии встречаются лишь в холодных и защищенных областях, таких как плотные молекулярные облака или протопланетные диски.

«Мы сообщаем об удивительном открытии: четких спектральных признаках холодного газа CO₂ и наличии особенностей льда CO₂, что знаменует собой первое обнаружение льда CO₂ в планетарной туманности», — отмечают исследователи в своей статье. Обнаружение сухого льда стало возможным благодаря тому, что плотный пылевой тор туманности обеспечивает достаточную защиту от губительного излучения центральной звезды.

Анализ также показал, что соотношение газа и льда в NGC 6302 заметно отличается от наблюдаемого в молодых звездных объектах. Это указывает на иной механизм образования или переработки льда в среде эволюционировавших звезд.

Авторы подчеркивают необходимость дальнейших наблюдений планетарных туманностей с высоким пространственным разрешением. Это позволит определить их химические процессы, температурную структуру и механизмы образования льда, что крайне важно для установления того, насколько распространенным явлением является лед в плотных торах планетарных туманностей и какую роль они играют в обогащении межзвездной среды сложными соединениями.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях