Тайна полых сфер: новое лицо туманности Tc 1 от телескопа Джеймс Уэбб

Руслан Пономарев23.04.2026

0 823 3 минут(ы) на чтение

На изображении показана планетарная туманность Tc 1, наблюдаемая с помощью среднеинфракрасного прибора (MIRI) телескопа JWST, объединенного с использованием девяти фильтров. © NASA / ESA / CSA / Western University, J. Cami

Международная команда астрономов под руководством профессора Яна Ками из Университета Западного Онтарио с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST) получила детальные изображения и спектроскопические данные планетарной туманности Tc 1, в которой в 2010 году были впервые обнаружены молекулы-бакиболы (фуллерены C60). Новые результаты, представленные в рамках программы JWST General Observer GO-4706, готовятся к публикации в ряде научных статей.

Спустя пятнадцать лет после того, как астрономы впервые обнаружили в космосе бакиболы, молекулы в форме футбольного мяча, напоминающие полую сферу из 60 атомов углерода, они вернулись к ним с помощью самого мощного космического телескопа из когда-либо созданных, JWST. Первое открытие было сделано в 2010 году командой под руководством профессора физики и астрономии Яна Ками с использованием телескопа НАСА «Спитцер» в планетарной туманности Tc 1. Эта туманность находится на расстоянии более 10 000 световых лет в созвездии Жертвенника (лат. Ara) и образовалась из остатков умирающей звезды.

Сами бакиболы были впервые синтезированы на Земле в 1985 году в Университете Сассекса сэром Гарри Крото и его коллегами, за что он получил Нобелевскую премию по химии в 1996 году. Крото назвал молекулу «бакминстерфуллерен» в честь архитектора Бакминстера Фуллера, создателя геодезических куполов, имеющих ту же структурную основу. Крото предсказал, что бакиболы широко распространены во Вселенной, однако потребовалось еще 25 лет и наблюдения «Спитцера», чтобы подтвердить это предсказание.

Фуллерены – шарообразные полые кластеры диаметром чуть меньше нанометра.

Теперь команда Ками вновь обратила внимание на туманность Tc 1, использовав среднеинфракрасный прибор (MIRI) телескопа JWST. Полученное изображение поражает воображение: на нем видны тонкие лучи, извилистые нити и мерцающие газовые оболочки. Более горячий газ светится синим цветом, более холодный материал обозначен красным. В центре туманности обнаружилась эфемерная структура, напоминающая перевернутый вопросительный знак, происхождение которой пока не понято. По словам Ками, новые снимки показывают, что предыдущие наблюдения лишь «коснулись поверхности», а нынешние структуры захватывают дух и порождают столько же вопросов, сколько и ответов.

Помимо изображений, JWST предоставил богатые спектроскопические данные, включая карты температуры, плотности, химического состава и движения газа по всей туманности. Этот метод, называемый спектроскопией с интегральным полем (IFU), позволяет ученым напрямую связывать видимую морфологию с физико-химическими процессами. Аспирантка Чарми Бхатт отметила, что четкость и чувствительность JWST не имеют аналогов: структуры, ранее невидимые, теперь предстали с потрясающей детализацией — оболочки, лучи, мельчайшие элементы внешнего гало.

Морган Гизи руководил анализом излучения C60 и обнаружил, что бакиболы распределены не случайно, а сконцентрированы в тонкой сферической оболочке вокруг центральной звезды. Таким образом, микроскопические полые сферы сами расположены в форме гигантской полой сферы. Ученые с иронией заметили, что когда они наконец надеялись получить ответы о бакиболах и их окружении, туманность показала им огромный вопросительный знак — у Вселенной жестокое чувство юмора.

Смотрите также по теме:

Туманность Tc 1 представляет собой остаток звезды, подобной Солнцу, которая сбросила внешние слои, а ее горячее ядро, белый карлик, заставляет выброшенный газ светиться ультрафиолетовым излучением. Богатый углеродом состав туманности отражает химию породившей ее звезды.

Научный сотрудник Дрис Ван Де Путте, изучающий другие источники с эмиссией фуллеренов, пояснил, что обнаружение бакиболов в космосе помогает отслеживать химические процессы с участием углерода, объяснять загадочные сигналы и понимать, как органические материалы изменяются в экстремальных условиях, а также дает подсказки о возможном зарождении жизни. Сейчас он пытается выяснить, образовались ли эти молекулы так же, как на Земле, или совершенно иным способом.

В итоге благодаря беспрецедентной четкости и чувствительности телескопа JWST, исследователи впервые получили детальную трехмерную карту распределения бакиболов в планетарной туманности Tc 1, обнаружив, что эти молекулы сконцентрированы в тонкой сферической оболочке вокруг центральной звезды. Выявлены загадочные структуры, включая перевернутый вопросительный знак, и собраны спектроскопические данные, которые позволят в ближайшие годы разобраться в физике и химии умирающих звезд, а также в происхождении сложных органических соединений в космосе.