|
Атомы углерода могут диффундировать в межзвездный лёд
|
|
|
|
Раскрытие органической (углеродной) химии в межзвездном пространстве имеет решающее значение для понимания химии Вселенной, а также происхождения жизни на Земле и возможностей жизни в других местах. Список органических молекул, обнаруженных в космосе, и понимание того, как они могут взаимодействовать, постоянно расширяется благодаря постоянно совершенствующимся прямым наблюдениям. Но лабораторные эксперименты, раскрывающие сложные процессы, также могут дать важные подсказки. Исследователи из Университета Хоккайдо вместе с коллегами из Токийского университета (Япония) в журнале Nature Astronomy сообщают о новых лабораторных открытиях о центральной роли атомов углерода в межзвездных ледяных зернах. Считается, что некоторые из самых сложных органических молекул в космосе образуются на поверхности межзвездных зерен льда при очень низких температурах. Известно, что ледяные зерна, пригодные для этой цели, широко распространены во Вселенной.
|
|
|
Все органические молекулы основаны на скелете из связанных атомов углерода. Большинство атомов углерода первоначально образовались в результате реакций ядерного синтеза в звездах и в конечном итоге рассеялись в межзвездном пространстве, когда звезды погибли в результате взрывов сверхновых. Но для образования сложных органических молекул атомам углерода нужен механизм, который мог бы объединяться на поверхности ледяных зерен, встречаться с атомами-партнерами и образовывать с ними химические связи. Новое исследование предполагает возможный механизм. «В наших исследованиях, воссоздающих возможные межзвездные условия в лаборатории, мы смогли обнаружить слабосвязанные атомы углерода, диффундирующие по поверхности ледяных зерен, реагируя и производя молекулы C2», — говорит химик Масаси Цуге из Института наук о низких температурах Университета Хоккайдо. C2 также известен как двухатомный углерод — молекула, в которой два атома углерода связаны друг с другом; его образование является конкретным свидетельством присутствия диффундирующих атомов углерода в межзвездных ледяных зернах.
|
|
|
|
Исследование показало, что диффузия может происходить при температуре выше 30 Кельвинов (–243°C/–405,4°F), тогда как в космосе диффузия атомов углерода может активироваться всего при температуре 22 Кельвина (–251°C/–419,8°F). Цуге говорит, что полученные результаты позволяют объяснить ранее упускаемый из виду химический процесс, объясняющий, как могут быть построены более сложные органические молекулы путем постоянного добавления атомов углерода. Он предполагает, что эти процессы могут происходить в протопланетных дисках вокруг звезд, из которых формируются планеты. Требуемые условия могут также сформироваться в так называемых полупрозрачных облаках, которые в конечном итоге превратятся в область звездообразования. Это также может объяснить происхождение химических веществ, которые могли посеять жизнь на Земле. Помимо вопроса о происхождении жизни, работа добавляет фундаментальный новый процесс к множеству химических реакций, которые могли бы создать и все еще могут создавать химию на основе углерода во всей Вселенной. Авторы также суммируют более общее современное понимание образования сложных органических химических веществ в космосе и рассматривают, как реакции, вызванные диффузией атомов углерода, могут изменить текущую картину.
|
|
|
|
Источник
|
