Астрономы нашли новые свидетельства того, насколько разнообразной может быть химия в газопылевых дисках, из которых формируются планеты. Наблюдения с помощью радиотелескопа ALMA выявили метанол с тяжелым изотопом водорода вокруг одной молодой звезды, а также неожиданно распространенное микроволновое излучение метанола в системах с молодыми светилами небольшой массы. Эти результаты помогут выяснить, какие химические вещества присутствуют в будущих планетных системах и как условия их формирования могут влиять на появление ингредиентов, необходимых для жизни.

Исследования провела международная команда из более чем 30 астрономов в рамках проекта COMPASS — изучения сложных органических молекул вокруг протозвезд. Ученые исследовали диски вокруг 11 молодых звезд, используя комплекс ALMA, расположенный в пустыне Атакама в Чили.

Такие диски состоят из газа и пыли, которые постепенно объединяются в планеты и их спутники. Их химический состав определяет, какие вещества могут попасть на формирующиеся миры. Однако ученым пока далеко не все известно о том, как эта химия меняется от одной молодой звездной системы к другой.

Почему ученых интересует метанол

Метанол (CH₃OH) — одна из самых распространенных сложных органических молекул в межзвездном пространстве. Его находят и в дисках, где формируются планеты. Благодаря высокой распространенности метанол особенно удобен для изучения редких вариантов молекул, в которых обычный водород заменен дейтерием — более тяжелым изотопом этого элемента.

Соотношение обычного водорода и дейтерия зависит от физических условий в газопылевом диске. Поэтому такие молекулы могут служить своеобразными химическими маркерами, помогающими восстановить историю вещества в молодой планетной системе.

В ходе наблюдений COMPASS метанол с дейтерием обнаружили в диске вокруг одной из 11 исследованных протозвезд — IRAS 4A2. Она находится примерно в тысяче световых лет от Земли, в молекулярном облаке Персея.

Это открытие позволяет изучать химический состав материала, из которого со временем могут образоваться планеты. Но само по себе присутствие такой молекулы не означает, что в системе уже существуют условия для жизни: оно лишь помогает понять, какие химические процессы происходят на ранних этапах формирования звездных систем.

Микроволновые «мазеры» нашли у молодых звезд небольшой массы

Еще одним неожиданным результатом стало обнаружение мазерного излучения метанола более чем у половины исследованных протозвезд. Особенно часто оно встречалось у самых молодых объектов.

Мазер работает по принципу, похожему на лазер, но усиливает микроволновое излучение. В космосе такие источники возникают естественным образом: например, когда молекулы метанола сталкиваются и переходят в возбужденное состояние в ударных волнах.

Ранее метанольные мазеры уже находили в дисках вокруг массивных протозвезд, где происходят бурные физические процессы. Теперь их впервые обнаружили и у молодых звезд меньшей массы, более близких по типу к будущему Солнцу.

По словам руководителя проекта COMPASS Марии Дроздовской из Бернского университета, это показывает, что даже в системах с маломассивными звездами могут возникать локальные экстремальные условия, прежде считавшиеся характерными преимущественно для массивных светил.

Одна из возможных причин — вспышки активности растущей звезды, которая продолжает поглощать газ из окружающего пространства. Такие события способны порождать ударные волны в диске и усиливать мазерное излучение метанола. Однако этот механизм еще предстоит подробно изучить.

Исследователи предполагают, что метанольные мазеры могут быть распространенным результатом процессов, сопровождающих формирование звезд и планет, независимо от массы протозвезды.

Химический состав будущих планетных систем различается

Наблюдения ALMA также выявили различия в химическом составе дисков вокруг 11 звезд. В частности, ученые заметили изменения в распространенности молекул, содержащих кислород и азот.

Это означает, что химический «стартовый набор», из которого формируются планетные системы, не обязательно одинаков. На него могут влиять условия внутри диска и история развития молодой звезды.

Понимание этих различий важно для изучения происхождения сложных молекул и дальнейшей эволюции планет. Однако пока рано делать выводы о том, насколько часто в подобных системах возникают условия, благоприятные для появления жизни.

Исследование химии космоса займет еще несколько лет

Первые результаты проекта COMPASS опубликованы в семи статьях в октябрьском выпуске журнала Astronomy & Astrophysics за 2026 год. Команда продолжает анализировать данные о различных молекулах, обнаруженных с помощью ALMA, и готовит последующие наблюдения с другими инструментами, в том числе космическим телескопом James Webb.

По оценке Дроздовской, обработка всего собранного массива данных займет еще несколько лет. Ученым предстоит выяснить, какие химические процессы универсальны для молодых звездных систем, а какие зависят от конкретных условий формирования.

Эта работа не дает прямого ответа на вопрос о происхождении жизни, но помогает исследовать более ранний этап: какие химические вещества существуют еще до появления планет и как они могут стать частью миров, которые сформируются вокруг молодых звезд.