JWST выявил неожиданный химический разброс в дисках Верхнего Скорпиона

Космический телескоп James Webb (JWST) продолжает удивлять астрономов. Новое исследование, основанное на данных инструмента MIRI, показало, что протопланетные диски в регионе Верхний Скорпион обладают гораздо более разнообразным химическим составом, чем считалось ранее. Работа охватила 10 дисков возрастом от 2 до 6 миллионов лет — более старых, чем обычно изучаемые с помощью JWST.

Ученые использовали метод MCMC-моделирования для анализа спектров и идентифицировали множество молекул: воду, угарный газ, ацетилен, циановодород, углекислый газ, а также более сложные соединения, такие как бензол и этан. Для каждого диска были определены две независимые классификации: по содержанию воды (богатые водой, бедные водой, безводные) и по преобладающей химии (богатые органикой, с доминированием CO?, без молекул).

Главной неожиданностью стало чрезвычайное разнообразие составов. Некоторые диски демонстрируют сильные линии углеродсодержащих молекул при полном отсутствии воды, что противоречит ожиданиям наличия внутренней пылевой полости или низкого отношения газ/пыль. Авторы предполагают, что ключевую роль играют внешние пылевые ловушки, которые контролируют химию области формирования землеподобных планет.

Ещё один важный результат — температуры возбуждения углеродных молекул. В дисках Верхнего Скорпиона они оказались значительно ниже (менее 300 К), чем в более молодых системах (600–1000 К), что указывает на более холодные молекулярные резервуары. Светимость водяных линий также оказалась пониженной в 10–1000 раз по сравнению с молодыми дисками.

Работа демонстрирует, что химическая эволюция протопланетного диска сильно зависит от его возраста и структуры. Полученные данные помогут лучше понять, как формируются планеты, и почему в некоторых системах может быть мало воды — ключевого компонента для жизни.