Ученые из Уральского федерального университета совершили прорыв в астрохимии, впервые воссоздав в лаборатории межзвездные льды с метаном и получив их точные инфракрасные спектры. Эти данные уже позволили по-новому взглянуть на результаты наблюдений космического телескопа «Джеймс Уэбб» и скорректировать представления о химии молодых звезд, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Метан — одна из самых распространенных молекул в межзвездной среде и ключевой объект при поиске жизни на экзопланетах. В космосе он чаще всего «заморожен» в ледяных мантиях на частицах пыли.
Чтобы обнаружить его в далеких уголках Вселенной, ученые анализируют инфракрасное излучение: каждое вещество оставляет свой уникальный спектральный «отпечаток». Однако до сих пор расшифровка таких сигналов была затруднена из-за нехватки точных лабораторных данных для разных смесей льда.
Астрохимики из Екатеринбурга провели серию уникальных экспериментов на вакуумной установке ISEAge. В этой установке были воссозданы экстремальные условия, характерные для глубокого космоса. В специальной камере ученые выращивали тончайшие, нанометровые пленки льда. Для этого использовался как чистый метан, так и его смеси с другими веществами в различных пропорциях. Именно такой сложный химический «коктейль» формирует ледяные оболочки на частицах космической пыли внутри облаков, где происходит зарождение новых звезд.
Анализ полученных спектров привел к неожиданным выводам. Оказалось, что в смеси с другими молекулами метан поглощает инфракрасный свет на 20% эффективнее, чем считалось ранее. Это означает, что предыдущие оценки его количества в космосе, основанные на данных «Джеймса Уэбба», были завышена примерно на одну пятую.
Кроме того, сопоставив лабораторные данные с наблюдениями протозвезды B335 (созвездие Орла, 537 световых лет), ученые выяснили: около 30% твердого метана там находится не в смеси с водой, а в окружении углекислого газа. Это опровергает устоявшуюся модель химического состава ледяных мантий. Открытие корреляции между метаном и углекислым газом указывает на то, что эти вещества формируются совместно на самых ранних этапах зарождения звезд.
Все полученные спектры были выложены в открытый доступ для ученых всего мира. По словам авторов проекта, актуальность этих данных будет только расти по мере накопления новых наблюдений «Джеймса Уэбба». В планах уральской команды — расширить исследование на другие протозвезды и изучить изотопный состав космического метана.
Ранее ученые объяснили, почему Вселенная не опустела после Большого взрыва.
