Раскрыт механизм формирования сложной органики в протопланетных дисках
Европейские и американские планетологи открыли ранее неизвестный механизм, способствующий сверхбыстрому формированию сложноустроенных органических макромолекул на поверхности зерен льда внутри так называемых "пылевых ловушек" в протопланетных дисках.
Это говорит о наличии обширных запасов "стройматериалов" для жизни в молодых звездных системах, пишут исследователи в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
"Проведенные нами расчеты показывают, что в "пылевых ловушках" в протопланетных дисках часто возникают условия, способствующие активному облучению зерен льда большим количеством ионизирующего излучения. Это приводит к образованию большого числа макромолекул, которые должны подобным образом формироваться в значительной части материи диска, составляющей около 4% от общей массы льда в его толще", - говорится в исследовании.
Это открытие было совершено группой планетологов под руководством доцента Технологического университета Делфта (Нидерланды) Нильса Лигтеринка благодаря созданию детальной компьютерной модели протопланетного диска, которая позволяет просчитывать поведение частиц льда и других форм материи внутри так называемых "пылевых ловушек". Так ученые называют особые области в толще протопланетного диска, где скорость движения частиц пыли резко снижается под действием механизмов, схожих с принципами формирования антициклонов.
Образование "пылевых ловушек" приводит к тому, что внутри них скапливается необычно много частиц твердой материи, в том числе и зерен льда. В результате этого они активно облучаются ультрафиолетовым излучением светила, а также объединяются в более крупные частицы, которые впоследствии превращаются в планетезимали, своеобразные "зародыши" планет. Ученые заинтересовались тем, как подобное облучение "пылевых ловушек" будет влиять на их химический состав.
Для этого ученые просчитали то, как будут вести себя присутствующие в этих скоплениях материи простые молекулы, такие как метан, угарный газ, метанол, вода и прочие вещества. Оказалось, что большинство подобных молекул будет подвергаться неожиданно сильному воздействию звездного ультрафиолета и высоких температур, составляющих порядка 50-100 градусов Кельвина (173-223 градуса Цельсия ниже нуля). Благодаря этому они быстро, за несколько десятилетий, должны превращаться в сложные органические молекулы, из аналогов которых предположительно сформировалась земная жизнь.
Проведенные исследователями расчеты показывают, что подобные процессы затрагивают около 4% от общей массы льда, присутствующей внутри протопланетных дисков, благодаря чему в его толще должны быстро образоваться значительные запасы сложной органики. Это говорит в пользу того, что процессы формирования "зародышей" планет и их будущих запасов органики протекают параллельным образом в одних и тех же регионах протопланетных дисков, сказали ученые.