Астрохимия и астробиология

Метанол и циклопропенилиден в дозвёздном ядре L1544

Дмитрий Вибе

2016-08-02 8:57:48

Молекулярное ядро L1544 в Тельце является одним из «эталонных» дозвёздных ядер, и ему поэтому посвящено очень большое количество исследований. В частности, ядро L1544 считается характерным примером объекта с так называемой химической дифференциацией, то есть специфическими различиями в распределении соединений углерода и азота. В ядрах с химической дифференциацией соединения азота (NH3, N2H+) сосредоточены в центре, тогда как углеродсодержащие молекулы (CO, CS, C2S) более распространены на периферии. В элементарном случае это соответствует центральному пику в эмиссии соединений азота, который окружён кольцеобразным распределением эмиссии соединений углерода. Однако реальная химическая структура L1544 может оказаться несколько сложнее, о чём сообщают S. Spezzano с соавторами. Они проанализировали распределение в ядре L1544 двух относительно сложных молекул ― метанола и циклопропенилидена (c-C3H2). Распределение оказалось различным: если метанол сосредоточен, главным образом, в северо-восточной части ядра, то пик эмиссии циклопропенилидена приходится на его юго-западную часть. Это различие коррелирует с общим различием в распределении газа: с южной и юго-западной стороны ядра плотность молекулярного водорода спадает довольно резко, формируя чёткий край, тогда как с севера и северо-востока спадание плотности молекулярного водорода происходит более полого.

Различие в молекулярном составе авторы считают следствием различных условий освещения ядра межзвёздным ультрафиолетовым излучением. С юга ядро L1544 находится на границе протяжённого волокна молекулярного газа и потому с этой стороны интенсивность облучения ультрафиолетом должна быть выше. УФ-излучение диссоциирует молекулы CO, высвобождая атомы углерода и позволяя им входить в состав других соединений, в частности, углеродных цепочек. Северная часть более защищена от излучения, и потому молекулы CO там не только не диссоциируют, но и в заметных количествах оседают на поверхности пылевых частиц. На поверхностях пылинок последовательное присоединение четырёх атомов водорода превращает CO в метанол. Правда, открытым остаётся вопрос о том, как этот метанол попадает с пылинок в газовую фазу, где он, собственно говоря, и наблюдается. Пока единственным реалистичным объяснением кажется так называемая реактивная десорбция: отрыв синтезируемых на поверхности молекул за счёт выделения энергии в ходе реакции.

Эти результаты означают, что в ядре L1544 могут в действительности соседствовать два типа углеродной химии: «тёмная» в северо-восточной части и «светлая» в юго-западной части.

Ответить

Вы должны войти, чтобы оставить комментарий.