Astrobiologijos centro (Center for Astrobiology, CAB) vadovaujamas tyrimas, kuriame panaudoti Oksfordo universitete sukurti modeliavimo metodai, atskleidė precedento neturintį mažų organinių molekulių gausumą netoliese esančios galaktikos giliai dulkėse paslėptame branduolyje, remiantis Jameso Webbo kosminio teleskopo (JWST) stebėjimais.
Jameso Webbo kosminio teleskopo artimojo diapazono infraraudonųjų spindulių kameros (JWST NIRCam) vaizdas, gautas derinant ekspozicijas su 2 mm (mėlynu), 2,77 mm (žaliu) ir 3,56 mm (raudonu) pločio NIRCam filtrais. Duomenys yra stebėjimų, atliktų pagal JWST GO programą. Šaltinis: Mikulski Archive for Space Telescopes, Space Telescope Science Institute, Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., NASA.
Žurnale „Nature Astronomy“ paskelbtas darbas suteikia naujų įžvalgų apie tai, kaip sudėtingos organinės molekulės ir anglis yra apdorojamos kai kuriose ekstremaliausiose Visatos aplinkose.
Tyrimas sutelktas į IRAS 07251–0248 – itin šviesią infraraudonųjų spindulių galaktiką, kurios branduolys yra paslėptas už didžiulio kiekio dujų ir dulkių. Ši medžiaga sugeria didžiąją dalį centrinės supermasyvios juodosios skylės disko skleidžiamos spinduliuotės, todėl ją itin sunku tirti įprastais teleskopais.
Tačiau infraraudonųjų spindulių bangų ilgių diapazonas prasiskverbia pro dulkes ir suteikia unikalios informacijos apie šiuos regionus, atskleisdamas dominuojančius cheminius procesus šiame itin dulkėtame branduolyje.
Komanda panaudojo Jameso Webbo kosminio teleskopo spektroskopinius stebėjimus, apimančius 3–28 mikronų bangos ilgių diapazoną, ir derino duomenis iš NIRSpec ir MIRI prietaisų. Šie stebėjimai leidžia aptikti cheminius parašus iš dujų fazės molekulių, taip pat tirti ledo ir dulkių grūdelių savybes.
Dėl šių duomenų tyrėjai galėjo apibūdinti daugybės cheminių medžiagų gausą ir temperatūrą šios galaktikos branduolyje.
Galaktikos branduolys ir angliavandenilių chemija IRAS 07251–0248 galaktikoje. Kairėje: branduolio schema, kurioje pavaizduotas labai karštas centrinis komponentas (tamsiai raudonas), šiltas sluoksnis su dujų fazės molekulėmis (oranžinės-geltonos spalvos) ir šaltas apvalkalas su kietos fazės molekulėmis (mėlynai pilkas). Dešinėje: konceptuali iliustracija, kaip kosminiai spinduliai apdoroja anglies grūdelius.
Nuotraukos autoriai: García Bernete ir kt. „Nature Astronomy“, 2026 m.
Stebėjimai atskleidžia nepaprastai gausų mažų organinių molekulių, įskaitant benzeną (C₆H₆), metaną (CH₄), acetileną (C₂H₂), diacetileną (C₄H₂) ir triacetileną (C₆H₂), ir pirmą kartą už Paukščių Tako ribų aptiktą metilo radikalą (CH₃), sąrašą. Be dujų fazės molekulių, buvo rasta daug kietų molekulinių medžiagų, tokių kaip anglies grūdeliai ir vandens ledas.
„Aptikome netikėtą cheminį sudėtingumą, kurio gausa yra daug didesnė nei prognozuojama pagal dabartinius teorinius modelius“, – aiškina pagrindinis autorius dr. Ismaelis García Bernete, buvęs Oksfordo universiteto, o dabar CAB tyrėjas. „Tai rodo, kad šiuose galaktikų branduoliuose turi būti nuolatinis anglies šaltinis, maitinantis šį turtingą cheminį tinklą.“
Šios molekulės galėtų atlikti pagrindinį vaidmenį kaip pagrindiniai sudėtingos organinės chemijos, kuri yra svarbi gyvybei svarbiems procesams, statybiniai blokai.
Bendraautorė profesorė Dimitra Rigopoulou (Oksfordo universiteto Fizikos katedra) priduria: „Nors gyvose ląstelėse mažų organinių molekulių nėra, jos gali atlikti gyvybiškai svarbų vaidmenį prebiotinėje chemijoje, atstovaudamos svarbų žingsnį aminorūgščių ir nukleotidų formavimosi link.“
Organinių molekulių gamyklos Visatoje
Analizė, kurioje naudojami Oksfordo grupės sukurti metodai ir teoriniai policiklinių aromatinių angliavandenilių (polycyclic aromatic hydrocarbons, PAH) modeliai, rodo, kad stebimos chemijos negalima paaiškinti vien tik aukšta temperatūra ar turbulentiniais dujų judėjimais.
Vietoj to, rezultatai rodo, kad kosminiai spinduliai, kurių gausu šiuose ekstremaliuose branduoliuose, skaido PAH ir anglies turtingus dulkių grūdelius, išskirdami mažas organines molekules į dujų fazę.
Tyrimas taip pat nustato aiškią koreliaciją tarp angliavandenilių gausos ir kosminių spindulių jonizacijos intensyvumo panašiose galaktikose, o tai patvirtina šį scenarijų. Šie rezultatai rodo, kad giliai uždengti galaktikų branduoliai gali veikti kaip organinių molekulių gamyklos, vaidinančios pagrindinį vaidmenį galaktikų cheminėje evoliucijoje.
Šis darbas atveria naujas galimybes tirti organinių molekulių susidarymą ir apdorojimą ekstremaliose kosmoso aplinkose ir parodo milžinišką JWST potencialą tyrinėti Visatos regionus, kurie iki šiol liko paslėpti.
JWST detection of abundant hydrocarbons in a buried nucleus with signs of grain and PAH processing, Nature Astronomy (2026). DOI: 10.1038/s41550-025-02750-0. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2602.04967