Такие звёзды, как Солнце, рождаются, когда в массивных облаках межзвёздного газа и пыли образуются сверхплотные скопления. Сначала становясь протозвездой, «новорождённое» звёздное тело собирает материю из того, что осталось от его родительского облака, накапливая массу, необходимую для запуска ядерного синтеза водорода в гелий в его ядрах. Это процесс, который определяет время жизни звезды на «главной последовательности», которое для звезды с массой около массы Солнца продлится около 10 миллиардов лет.

Эта молодая звезда окружена протопланетным диском, который представляет собой материал, не израсходованный во время её создания. Как следует из названия, именно из этого материала и внутри диска формируются планеты, но он также объясняет происхождение комет и астероидов. Наша Солнечная система прошла этот процесс около 4,5 миллиардов лет назад.

Предыдущие исследования, проведённые в лабораториях, показали, что когда эти протопланетные диски облучаются звёздами, внутри них могут образовываться сложные молекулы из сотен атомов. Эти молекулы состоят в основном из углерода и похожи на чёрную сажу или графен.

Пылевые ловушки — это места с высоким давлением в протопланетных дисках, где движение молекул замедляется, а частицы пыли и льда могут накапливаться. Более низкие скорости в этих областях позволяют частицам расти и, по большей части, избегать столкновений, вызывающих фрагментацию. Это означает, что они могут участвовать в формировании планет.

Команда хотела узнать, может ли излучение, которое приносит звёздный свет в эти области, вызвать образование сложных макромолекул, и использовала компьютерное моделирование для проверки этой идеи. Модель была основана на данных наблюдений, собранных ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), массивом из 66 радиотелескопов на севере Чили.

«Наше исследование — это уникальное сочетание астрохимии, наблюдений с ALMA, лабораторных работ, данных об эволюции пыли и изучения метеоритов нашей Солнечной системы. Суперкруто, что теперь мы можем использовать модель, основанную на наблюдениях, чтобы объяснить, как могут образовываться большие молекулы», — сказала член команды Нинке ван дер Марел (Nienke van der Marel) из Лейденского университета.

Модель показала, что создание макромолекул в пылевых ловушках является реалистичным сценарием. «Мы, конечно, надеялись на этот результат, но то, что он оказался столь очевидным, стало приятным сюрпризом. Я надеюсь, что коллеги будут уделять больше внимания влиянию тяжёлой радиации на сложные химические процессы. Большинство исследователей фокусируются на относительно небольших органических молекулах размером в несколько десятков атомов, тогда как хондриты в основном содержат крупные макромолекулы. В ближайшем будущем мы ждём возможности изучить эти модели с помощью дополнительных лабораторных экспериментов и наблюдений», — сказал руководитель группы Нильс Лигтеринк (Niels Ligterink) из Бернского университета.