Астрономы впервые обнаружили сухой лёд в пылевом торе туманности Бабочка

Астрономы совершили важное открытие, впервые зафиксировав присутствие сухого льда (замороженного углекислого газа) в пылевой структуре планетарной туманности Бабочка. Результаты наблюдений, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, подтверждают выживаемость летучих соединений в условиях жесткого излучения умирающих звезд.

Объектом исследования стала туманность NGC 6302, расположенная на расстоянии около 3400 световых лет от Земли в созвездии Скорпиона. Этот объект, также известный как туманность Бабочка, представляет собой биполярную туманность с ярко выраженной структурой: два светящихся газовых лепестка, разлетающихся в противоположные стороны, и окружающий центральную звезду плотный пылевой тор (кольцо), радиус которого составляет не менее 1,5 светового года.

Долгое время считалось, что смерть звезды и превращение её в планетарную туманность — процесс слишком агрессивный для сохранения хрупких соединений. Жёсткое излучение умирающего светила должно разрушать молекулы. Однако новые данные Уэбба опровергают это предположение. Используя спектрометр среднего разрешения, учёные проанализировали инфракрасный спектр центральной области туманности и обнаружили чёткие сигнатуры, указывающие на наличие как газообразной формы углекислого газа, так и его твёрдой фазы — сухого льда. Характерное двухпиковое поглощение на длинах волн от 14,9 до 15,3 микрометров в точности совпало с лабораторными спектрами замёрзшего CO₂.

Туманность Бабочка давно привлекает внимание исследователей своей необычной химией. Ранее здесь уже были найдены метильный катион и сложные полициклические ароматические углеводороды, что сделало её идеальной лабораторией для изучения химических путей на финальных стадиях звёздной эволюции. Тем не менее, обнаружение сухого льда стало сюрпризом, поскольку сухой лёд испаряется легче водяного и обычно встречается лишь в холодных и хорошо защищённых областях, таких как плотные молекулярные облака или протопланетные диски.

Учёные полагают, что выживание летучего соединения в столь враждебной среде стало возможным благодаря плотному пылевому тору, который действует как защитный экран, укрывая лёд от губительного ультрафиолетового излучения центральной звезды. При этом исследователи отмечают, что соотношение газообразного и твёрдого CO₂ в туманности сильно отличается от того, что наблюдается в областях звездообразования. Это указывает на то, что в системах умирающих звёзд действуют иные механизмы формирования или трансформации льда.

Открытие сухого льда в NGC 6302 заставляет по-новому взглянуть на химическое богатство финальных этапов жизни звёзд. Когда туманность со временем рассеется, сохранившиеся в ней сложные молекулы и соединения, включая замёрзший углекислый газ, могут быть выброшены в межзвёздную среду, став строительным материалом для новых поколений звёзд и планет. В дальнейшем астрономы планируют провести дополнительные наблюдения, чтобы выяснить, насколько распространённым является это явление во Вселенной.