Телескоп НАСА составил карту космических льдов, из которых сформируются планеты

Фото из открытых источников

Новые миссии означают новые возможности, и одна особенно интересная новая миссия наконец-то запущена. Начали поступать данные от SPHEREx, телескопа среднего класса, который каждые шесть месяцев составляет карту всего неба. Недавно в журнале The Astrophysical Journal была опубликована статья, основанная на некоторых из этих ранних данных, в которой описываются лед и соединения, называемые полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ), в некоторых интересных областях нашей Галактики.

Один из таких регионов — область звездообразования Лебедь-X. Она расположена примерно в 4500 световых годах от Земли и содержит более 3 миллионов солнечных масс вещества. В ней также находится ассоциация Лебедь OB2, массивное скопление тысяч молодых звезд, включая некоторые очень яркие звезды типа O, сыгравшие решающую роль в недавнем исследовании.

Другой областью была Североамериканская туманность — а именно LDN 935, «тёмная» область, которая формирует форму «Мексиканского залива» в этой знаменитой туманности, расположенной в 2600 световых годах от Земли. И снова, сама туманность постоянно формируется под воздействием звёздного излучения, включая сильную ионизацию местной звездой типа O. LDN 935 действует как «космический морозильник» — её плотные облака изолируют её внутреннюю часть от ультрафиолетового излучения, поступающего в её окрестности.

Это сделало данную область очень подходящей для защиты льда. Фактически, как водяной, так и углекислотный лед были обнаружены в изобилии в LDN 935 и Cygnus-X, в основном распределенные вдоль сложных нитевидных структур, которые могут простираться на несколько градусов по небу. Подобные льды являются ключевыми строительными блоками для планет, содержащих воду, таких как Земля, и отслеживание их пути через области звездообразования, такие как Cygnus-X, является важным шагом вперед в нашем понимании этого процесса формирования планет.

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) — ещё один ключевой компонент на этих планетах, но исследователи обнаружили явное отсутствие пространственной корреляции. Другими словами, два типа материалов (лёд и ПАУ) не любят находиться в одних и тех же местах — или, по крайней мере, мы не можем их увидеть, когда они там находятся. И это благодаря ультрафиолетовому излучению. ПАУ требуют ультрафиолетовых фотонов для нагрева и излучения своих спектральных характеристик — именно так мы можем их увидеть. Лёд, с другой стороны, сублимируется и сдувается под воздействием того же ультрафиолетового излучения. Поэтому точнее будет сказать, что лёд, вероятно, не будет существовать там, где мы можем увидеть ПАУ. А ПАУ невидимы там, где мы можем найти лёд.

Обнаружение всего этого материала — задача широкопольной инфракрасной системы визуализации SPHEREx. Она способна регистрировать 102 различных инфракрасных цвета (или длины волн), включая некоторые критически важные, такие как 3,05 мкм для водяного льда, 4,27 мкм для сухого льда и 3,28 мкм для полициклических ароматических углеводородов (ПАУ).

Но это были не единственные признаки, обнаруженные SPHEREx в этом раннем наборе данных. Отслеживая «линии рекомбинации водорода», такие как линия Брэкетта-альфа на длине волны 4,05 мкм, исследователи смогли собрать воедино водородные ударные волны, испускаемые массивными протозвездами, такими как DR 21. Хотя это уже делалось раньше, проведение такого исследования в рамках широкого поля зрения, безусловно, является новаторским подходом.

SPHEREx — это только начало. Ни один другой телескоп на небе не может одновременно картировать химические сигнатуры льдов и органических веществ на разных широтах неба в одном наборе данных. Он был запущен всего год назад, и некоторые данные, использованные в этой статье, были собраны еще в апреле 2025 года, до официального начала его регулярной научной работы. В течение двухлетнего основного плана миссии он сможет картировать все небо до четырех раз, что позволит ученым не только точно определять особенно интересные особенности, но и наблюдать за их изменениями во времени.