У 2021 році японські астрономи виявили в глибокому космосі два об’єкти із сильною лінією поглинання льоду. Однак розібратися, що саме являють собою ці тіла, вчені не змогли — забракло потужності телескопа, з якого вели спостереження. Дослідники продовжили вивчати ці об’єкти за допомогою іншого, потужнішого інструменту і з’ясували, що вони можуть бути типом світил, які раніше ніколи не спостерігалися.
У Всесвіті, в щільному і холодному міжзоряному середовищі можуть утворюватися різні види льоду. Ці структури відіграють важливу роль у хімічній еволюції зіркоутворюючих областей та формуванні планетних систем. Їхній інфрачервоний спектр містить важливу інформацію про хімічні процеси, що відбуваються в міжзоряному середовищі, а також допомагає краще дізнатися про природу світів, які здебільшого складаються з льоду.
У 2021 році команда японських астрономів під керівництвом Такаші Шимоніші (Takashi Shimonishi) з Університету Ніігати виявила в космосі два щільні кулясті об’єкти з сильною лінією поглинання льоду і пилу в інфрачервоному спектрі, яка зазвичай спостерігається у молодих зірок. Це відкриття зробили завдяки даним японського наукового супутника для дослідження космічного простору в інфрачервоному діапазоні Akari, який сканував Чумацький Шлях із 2006 по 2011 рік.
Два тіла розташовані приблизно на тому самому ділянці неба, але досить великій відстані — гравітаційно вони пов’язані друг з одним. Об’єкти або оточують частинки льоду, або якоюсь мірою вони містять його. При цьому структури розташовуються далеко від відомих областей зіркоутворення. Тобто в тій частині космосу, в якій об’єктів з подібними «крижаними характеристиками» бути не повинно.
“Об’єкт-1” та “Об’єкт-2”, як їх назвав Шимоніші з колегами, мають спектральні ознаки, характерні для молодих зірок, оточених щільними газопиловими хмарами. Але з якоїсь причини два тіла виявилися ізольованими від інших зіркоутворювальних областей, що викликало питання про те, як вони могли утворитися. Akari не мав достатньої роздільної здатності, щоб дослідники змогли вивчити енергію кванта електромагнітного випромінювання – один з важливих параметрів у дослідженні зірок. Тому команда Шимоніші залишилася в невіданні про два дивні об’єкти.
Тепер дослідники звернулися до потужнішого інструменту – комплексу наземних радіотелескопів Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) у чилійській пустелі Атакама. Проте, навіть нові спостереження залишили вчених без конкретних відповідей.
«Незважаючи на педантичні дослідження, ми так і не зрозуміли, що це за тіла. Вони не схожі на жодні інші, відомі науці», — пояснив Шимоніші.
Спостереження, проведені за допомогою системи ALMA, показали, що ці два об’єкти мають бути відносно невеликими, порівняно з газопиловими хмарами. Їхні розміри варіюються від одного до 10 розмірів Сонячної системи. Хімічний склад кулястих структур також здивував вчених: основні компоненти – монооксид вуглецю (чадний газ, CO) та оксид кремнію (SiO), причому другого елемента в рази більше.
Висока концентрація оксиду кремнію зазвичай пов’язана з космічними вибухами: наприклад, з викидом матеріалу молодою зіркою. Однак їх ізольованість і велика кількість льоду не відповідають характеристикам типів зірок, відомих вченим.
Автори наукової роботи наголосили, що властивості цих об’єктів суперечливі. З одного боку, вони досить холодні, щоби на них міг зберегтися лід. З іншого боку, вони випромінюють в інфрачервоному діапазоні, що найчастіше асоціюється з теплом, наприклад зірками. Можливе пояснення властивостей двох структур це можуть бути звичайні зірки на тлі компактних, але щільних хмар невідомого типу, або ці крижані утворення сформувалися в умовах, які раніше не були відомі вченим. Щоправда, Шимоніші та його колеги більше схиляються до версії про новий тип зірок.
Щоб пролити світло на природу дивних тіл, японські астрономи подали заявку на використання космічного телескопа Джеймс Вебб. Цей потужний інструмент здатний проводити детальний аналіз льоду та пилу, отже, допоможе розкрити причину суперечливих властивостей об’єктів. Результати роботи команди Шимоніші представлені у статті, опублікованій на сайті електронного архіву препринтів arXiv.org