Химический портрет молодой звезды: когда падающий газ рисует узоры экспресс
Звезда AB Aur — молодая, ей около 4 миллионов лет. Вокруг неё кружится плотный газопылевой диск. Недавно в него врезался длинный газовый рукав — поток вещества из окружающего облака. Астрономы направили на этот диск радиотелескоп NOEMA и увидели, что химия в нём неодинакова: северная часть пахнет серой, а южная — углеводородами.
На севере, куда ударил падающий рукав, много молекул SO (оксид серы). Там газ горячее и плотнее. Похоже, удар нагрел пыль, и ледяные крупинки выпустили серу и кислород — как если бы морозильник на кухне разморозили, и запахи стали сильнее. На юге, наоборот, много C2H (молекула из двух атомов углерода и одного водорода). Там химия богаче углеродом. Причина не только в температуре — возможно, ультрафиолетовое излучение звезды или тепло от формирующейся планеты разлагает более сложные молекулы, оставляя лёгкие углеводороды.
Кольцо из молекул CS (сероуглерод) остаётся ровным и холодным на всём протяжении — оно словно высотный этаж диска, куда не долетают брызги от удара. А вот HCO+ (ион гидрокарбонила) светится ярко там, где пыль сбилась в плотное кольцо. Соотношение изотопов углерода 12C и 13C в полости диска выше обычного — верный признак, что жёсткий ультрафиолет звезды разрушает более тяжёлые молекулы избирательно.
Сравнение с химическими моделями показало, что в южном, богатом углеводородами секторе, углерода в газе больше, чем кислорода. Это редкое состояние для протопланетных дисков. В северном секторе, наоборот, кислорода больше — лёд испарился и подмешался в газ. Два механизма — падение внешнего газа и влияние растущей планеты — вместе рисуют химический портрет диска, где север и юг отличаются, как день и ночь. Будущие планеты, рождаясь в таких разных условиях, могут унаследовать разный химический состав.
Молекула SO на Земле — это сернистый газ с резким запахом, который чувствуется при зажигании спички. В диске AB Aur она не пахнет, но служит маркером ударного нагрева льдов.