Полученное от космического аппарата Гершель с помощью инструмента SPIRE (на длинах волн около 250 мкм) изображение туманности "Улитка" было наложено на изображение от космического телескопа Хаббла. Аппарат Гершель выделил молекулы ОН+, необходимые для будущего формирования воды. Космическая обсерватория Гершель стала первой, кто обнаружил эти молекулы в планетарных туманностях, возникающих после взрыва солнцеподобных звезд
Когда подобные Солнцу звезды (но чуть более слабые) приближаются к концу своей жизни, они становятся плотными белыми карликами. При этом они выбрасывают свои наружные слои в виде пыли и газа в пространство, создавая калейдоскоп замысловатых узоров, известных как планетарные туманности.
Эти туманности на самом деле не имеют ничего общего с планетами, они были так названы в конце 18 века астрономом Уильямом Гершелем, потому что при взгляде на них с помощью телескопа они представлялись в виде нечеткие круглых объектов, вроде планет в нашей Солнечной системе.
Более двух веков спустя планетарные туманности, изучаемые тезкой Уильяма Гершеля, космической обсерваторией Гершель, преподнесли удивительный сюрприз.
В то время как при взрыве сверхновых образуются самые тяжелые элементы, планетарные туманности содержат значительную долю более легких "элементов жизни", таких как углерод, азот и кислород, произведенных при ядерном синтезе в погибшей звезде.
В ядре Солнце-подобной звезды непрерывно сжигается водород, в течение миллиардов лет. Но как только топливо начинает иссякать, звезда превращается в красный гигант, становится неустойчивой и сбрасывает свои внешние слои, из которых формируется планетарная туманность.
Остальная часть ядра звезды в конечном итоге становится горячим белым карликом, испускающим ультрафиолетовое излучение.
Предполагалось, что мощное излучение ограничивает образование новых молекул в туманности.
Но в двух разных исследованиях астрономы обнаружили, что молекула, имеющая жизненно важное значение для формирования молекул воды, не боится этой суровой среды, а возможно, даже зависит от нее. Молекула, известная как ОН+, представляет собой сочетание положительно заряженных единичных атомов кислорода и водорода.
Из 11 проанализированных планетарных туманностей молекула ОН+ была обнаружена в трех.
Скорее всего это связано с высокой температурой звезд, 100 000 º C. Ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, испускаемое горячей центральной звездой, взаимодействует с плотными сгустками газа и пыли и проходящие при этом химические реакции приводят к формированию молекулы ОН+.
Туманность Улитка расположена на расстоянии 700 световых лет от Солнечной системы.
Центральная звезда составляла примерно половину массы нашего Солнца, но имела гораздо более высокую температуру, около 120 000° С. Выброшенный материал, оболочка звезды, который на изображении напоминает человеческий глаз, содержит богатое разнообразие молекул.
Телескоп Гершель обнаружил, что более всего молекул ОН+ содержится там, где молекулы окиси углерода, ранее выброшенные звездой, с большой вероятностью будут уничтожены сильным ультрафиолетовым излучением.
После того, как атомы кислорода высвобождаются из окиси углерода, они становятся способны вступить в связь с водородом и создать ОН+, то есть ультрафиолетовое излучение способствует их созданию.
Это означает, что солнцеподобные звезды в состоянии сформировать исходник воды во вселенной даже после взрыва. |