Где галактики прячут угарный газ?

Астрономы часто наблюдают угарный газ (CO) в планетарных питомниках. Поскольку соединение является ультраярким и чрезвычайно распространено в протопланетных дисках — областях пыли и газа, где планеты формируются вокруг молодых звезд, — оно является главной целью для ученых. Однако, по словам ученых из в Центра астрофизики NASA, что- то не складывается, когда речь идет о наблюдениях за окисью углерода в течение последнего десятилетия или около того.

Если текущие предсказания астрономов о его содержании верны, во всех наблюдениях за дисками отсутствует огромная доля окиси углерода. Новая модель, подтвержденная наблюдениями с помощью ALMA, разрешила эту загадку. Выяснилось, что окись углерода пряталась в ледяных образованиях внутри дисков. Эти "находки" пыбли описаны в журнале Nature Astronomy.

Возможно, это одна из самых больших нерешенных проблем в дисках, формирующих планеты. В зависимости от наблюдаемой системы угарного газа от трех до 100 раз меньше, чем должно быть. Это действительно огромная разница.

Это также очень важно, так как неточности определения угарного газа могут иметь огромное значение для области астрохимии. Угарный газ в основном используется для отслеживания всего, что мы знаем о дисках — например, массы, состава и температуры. Это может означать, что многие из наших результатов для дисков были предвзятыми и неопределенными, потому что мы недостаточно хорошо понимаем соединение.

Надеясь получить более глубокое понимание того, как угарный газ выделяется с течением времени в планетарных питомниках, ведущий автор работы применил адаптированную модель (с учетом возможных переходов вещества в другие агрегатные состояния) к планетарным дискам. Чтобы проверить достоверность модели, исследователи сравнили результаты моделирвоания с реальными наблюдениями ALMA за угарным газом в четырех хорошо изученных дисках — TW Hya, HD 163296, DM Tau и IM Lup.

Новая модель очень хорошо соответствовала каждому из наблюдений. Это показало, что в четырех дисках на самом деле вообще не было угарного газа — он просто превратился в лед, который в настоящее время невозможно обнаружить с помощью телескопа.

Модель показывает, что, в отличие от предыдущих представлений, угарный газ образуется на крупных частицах льда — особенно через миллион лет. До миллиона лет газообразный монооксид углерода был в изобилии и обнаруживался в дисках.