Впервые астрономы нашли молекулярный кислород - тот самый газ, которым человек должен дышать, - в галактике за пределами Млечного Пути.
Кислород - третий по распространенности элемент в космосе, после водорода и гелия. Поэтому астрономы когда-то думали, что молекулярный кислород, O2, будет распространен в космосе между звездами. Но, несмотря на неоднократные поиски, никто никогда не видел молекулярного кислорода за пределами нашей галактики - до сих пор.
Астроном Шанхайской астрономической обсерватории в Китае Цзюнчжи Ван и его коллеги заметили визитную карточку молекулы в галактике под названием Маркариан 231. Находясь на расстоянии 560 миллионов световых лет в созвездии Урса-Майор, Маркариан 231 - ближайшая к Земле галактика, содержащая квазар, в котором газ вращается вокруг сверхмассивной черной дыры и становится настолько горячим, что светится блестяще. (SN: 8/31/15).
Используя радиотелескопы в Испании и Франции, астрономы видели излучение на длине волны 2,52 миллиметра, что является признаком присутствия O2, сообщает команда в Астрофизическом журнале 1 февраля. "Это первое обнаружение молекулярного кислорода во внегалактическом объекте", - говорит Ван.
Это также самый молекулярный кислород, когда-либо обнаруженный за пределами Солнечной системы. Ранее астрономы видели молекулу всего в двух звездообразующих облаках Млечного Пути, туманности Ориона и облаке Ро Офиучи (SN: 1/28/20). Астрономы считают, что нехватка межзвездного O2 вызвана атомами кислорода и молекулами воды, замерзающими на зернах пыли и блокирующими кислород. В этих звездных питомниках, однако, удары от ярких новорожденных звезд могут разорвать водяной лед от пыли, освобождая атомы кислорода, чтобы найти друг друга и сформировать молекулы.
Но даже в туманности Орион молекулярный кислород встречается редко, молекулы водорода превосходят молекулы кислорода на миллион к одному. В Маркариане 231 также доминирует водород. Но молекулярный кислород проникает за пределы галактического диска в изобилии более чем в 100 раз больше, чем в туманности Ориона.
Это "очень высоко", - говорит Гэри Мелник, астрофизик из Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс, который не участвовал в работе. "Нет известного объяснения изобилию молекулярного кислорода настолько высокого." Чтобы подтвердить, что излучение действительно исходит от O2, Мельник говорит, что наблюдатели должны искать вторую длину волны от молекулы.
Это будет нелегко, говорит Ван, потому что другие молекулы также излучают излучение на этих длинах волн. Чтобы подкрепить доводы в пользу O2, ученые прошли через множество молекул, излучающих волны, схожие с обнаруженной, и обнаружили, что в космосе никто не видел ни одной из этих молекул - кроме O2. "Это вина, если хотите, путем устранения", - говорит член команды Пол Голдсмит, астроном Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния. Одним из возможных объяснений всего O2 является то, что Маркариан 231 проходит через более энергичную версию процесса формирования кислорода туманности Орион. Галактика является плодовитой звездной фабрикой, порождающей новые звезды в 100 раз быстрее Млечного Пути и извергающей 700 солнечных масс газа в год. Высокоскоростной газ из центра галактики может захлопнуться в газ на диске, встряхивая водяной лед из зерен пыли, так что может образовываться молекулярный кислород.
В свою очередь, этот кислород может поддерживать гиперактивность галактики: излучение, которое молекула испускает, помогает охладить газ, так что часть его может разрушиться и создать еще больше новых звезд в галактике.
