Механизмы образования органической материи в протозвездных объектах

Проект: Проект-Грант

Сведения о проекте

Описание

Происхождение жизни во Вселенной - один из наиболее фундаментальных и междисциплинарных вопросов современной науки. Значительный вклад в его изучение вносится астрофизическими исследованиями, направленными на изучение молекулярного состава межзвездной среды. В последние годы идет быстрое накопление наблюдательных данных об органических молекулах в космосе с инструментов нового поколения. Анализ этих данных указывает на то, что органическая материя образуется на различных стадиях развития протозвезд, в том числе, на самых ранних. При этом отсутствует целостная картина эволюции органической материи в Галактике на различных пространственных масштабах и, более того, понимание механизмов и факторов, влияющих на образование и эволюцию органических молекул в космосе, остается неполным. Предлагаемый проект посвящен изучению механизмов образования органической материи в областях звездообразования в Галактике, находящихся на начальных стадиях развития, а также анализу влияния начальных условий (в которых начинается маломассивное звездообразование) на дальнейшее развитие органической материи. Результатом выполнения исследований в рамках проекта станет вклад в ответы на фундаментальные вопросы об условиях появления и распространенности органической материи в Галактике, а также лучшее понимание пределов формирования сложных органических соединений в протозвездных объектах, в частности, ответ на вопрос, возможно ли образование простейшей аминокислоты - глицина.
При выполнении проекта будут построены численные модели, с помощью которых предполагается выявить влияние начальных условий звездообразования на возможность зарождения и эволюции органической материи в дозвездных ядрах. Помимо этого, будут предложены новые модели образования сложных органических молекул в диффузной среде и холодном молекулярном газе. В частности, впервые будут построены химико-динамические модели эволюции органической материи на ранних стадиях звездообразования: будет исследована возможность формирования органических молекул в диффузных облаках, а также в процессе образования плотных молекулярных ядер в гигантских молекулярных облаках. Кроме этого, мы планируем включить в модель эффекты нетепловой и взрывной десорбции мантий межзвездных пылевых частиц, и исследовать новый сценарий синтеза сложных молекул благодаря существенно неравновесным локальным химическим процессам, вызванным взаимодействием космических лучей с ледяными мантиями. Также будет впервые исследована возможность появления сложных органических молекул в диффузной среде в рамках так называемого "top-down" сценария, подразумевающего разрушение частиц полиароматических углеводородов как первый шаг в образовании органических соединений. Наконец, в рамках изучения влияния начальных условий формирования дозвездных ядер на их дальнейшую химическую эволюцию, будет впервые проведена оценка влияния мелкомасштабных неустойчивостей в межзвездной газопылевой плазме на химический состав диффузной среды.
Параллельно с запланированными теоретическими исследованиями, в рамках проекта предполагается проведение наблюдательных исследований релевантных объектов межзвездной среды (таких, как L1544, L1688, L1495, L183, B5, S235, Orion Bar) с использованием крупнейших мировых инструментов: IRAM, NOEMA, ALMA, SOFIA и др. Предлагаемый комплексный подход, помимо увеличения количества сведений о молекулярном составе исследуемых объектов межзвездной среды, позволит наложить важнейшие качественные и количественные ограничения на предлагаемые теоретические модели.
Актуальность предлагаемой тематики исследований обусловлена обнаружением в последние годы множества сложных органических молекул в самых разнообразных типах объектов межзвездной среды, включая холодные молекулярные ядра, диффузные облака, а также области фотодиссоциации. Существующие теоретические модели не способны объяснить образование органических молекул в этих типах объектов. Новизна предлагаемого подхода заключается в применении методов и подходов из смежных областей физики, с целью выявления принципиально новых сценариев возникновения органичекой материи в межзвездной среде и построения соответствующих детальных теоретических моделей.
СтатусЗавершено
Действительная дата начала/окончания01/01/201831/12/2020

Площадка НИЧ УрФУ, где ведется данный грант (НИЧ Куйбышева, НИЧ Мира)

  • НИЧ Куйбышева

Тип источника финансирования (РФФИ, РНФ, Х/Д, Гранты и т.д.)

  • РНФ

ГРНТИ

  • 41.25.29 Межзвездная среда