6.9K
Эти микроскопические камни не являются ни редкими, ни драгоценными, однако они привлекают астрономов, которые распознали в них источник загадочного космического микроволнового «свечения», исходящего от нескольких протопланетных дисков в нашей Галактике.
На протяжении десятилетий астрономы озадачивались источником необычного типа слабого микроволнового излучения, исходящего из ряда областей Млечного Пути. Известный как аномальное микроволновое излучение (АМИ) этот свет обусловлен энергией, выделяемой быстро вращающимися наночастицами.
«Хотя мы знаем, что какой-то тип частиц отвечает за микроволновый свет, его источник оставался загадкой вот уже 20 лет», – говорит Джейн Гривс, астроном из Университета Кардиффа в Уэльсе (Великобритания) и автор статьи, представленной в Nature Astronomy.
До настоящего времени наиболее вероятным виновником АМИ считался класс органических молекул, известных как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) – молекулы на основе углерода, обнаруженные в межзвездном пространстве и распознаваемые по явному, но слабому инфракрасному излучению. Наноалмазы, особенно их гидрогенизированный тип, также выделяются в инфракрасной части спектра, но на другой длине волны.
Ряд наблюдений Green Bank Telescope (США) и крупнейшего телескопа Австралии (ATCA) впервые показали три источниках АМИ, окружающие протопланетные диски молодых звезд V892 Tau, HD 97048 и MWC 297. Астрономы отмечают, что инфракрасный свет, поступающий из этих систем, соответствует уникальной сигнатуре наноалмазов. Однако другие протопланетные диски по всему Млечному Пути демонстрируют четкий ИК-сигнал ПАУ, но не показывают никаких признаков АМИ.
Это наводит на мысль, что ПАУ не являются таинственным источником АМИ, как когда-то считали астрономы. Скорее всего, гидрогенизированные наноалмазы, которые естественным образом формируются в протопланетных дисках, являются наиболее вероятным источником АМИ в нашей Галактике.
«Следуя методу Шерлока Холмса, отметающему невозможные причины, мы можем с уверенностью сказать, что лучшим кандидатом, способным продуцировать аномальное микроволновое излучение, являются наноалмазы вокруг вновь образованных звезд», – сообщила Джейн Гривс.
В поисках АМИ астрономы изучили 14 молодых звезд Млечного Пути и обнаружили его у трех звезд, которые также являются единственными в группе, показавшими спектральную подпись гидрогенизированных наноалмазов. Существование наноалмазов в молодых звездных системах подтвердилось за последние несколько десятилетий, однако это первая четкая связь между ними и АМИ.
Находка имеет интересные последствия для космологии и поиска доказательств того, что Вселенная началась с периода инфляции. Если Вселенная после Большого Взрыва росла темпами, значительно опережающими скорость света, след периода инфляции следует рассматривать в своеобразной поляризации космического микроволнового фона. Хотя эту подпись поляризации еще предстоит окончательно обнаружить, работа Джейн Гривс и ее коллег сохраняет надежду на это. Теперь астрономы могут создавать лучшие модели микроволнового излучения нашей Галактики, удаляя из него слабую поляризацию АМИ для изучения послесвечение Большого Взрыва.
Наноалмазы в космосе отличаются от полученным промышленным методом тем, что их структура создает так называемый «дипольный момент», расположение атомов, которое позволяет им излучать электромагнитное излучение при их вращении. Поскольку эти частицы настолько малы, они способны вращаться исключительно быстро, испуская излучение в микроволновом диапазоне.
«Это неожиданное решение головоломки аномального микроволнового излучения. Еще интереснее, что оно получено из протопланетных дисков и проливает свет на химические свойства формирующихся звездных систем, в том числе и на историю нашей собственной», – заключила Джейн Гривс.