|
Тайна фуллеренов в космосе раскрыта
|
|
|
|
Исследование, проведенное Институтом астрофизики Канарских островов (IAC), которое объединяет лабораторную химию и астрофизику, впервые показало, что частицы пыли, образованные углеродом и водородом в сильно неупорядоченном состоянии, известном как HAC, могут принимать участие в образовании фуллеренов, молекул углерода, которые имеют ключевое значение для развития жизни во Вселенной и с потенциальным применением в нанотехнологиях. Результаты опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics. Фуллерены - это очень большие, сложные и очень стойкие молекулы углерода; их атомы организованы в трехмерные сферические структуры с рисунком из чередующихся шестиугольников и пятиугольниц, по форме напоминающие футбольный мяч (фуллерены С60) или мяч для регби (фуллерены С70). Эти молекулы были обнаружены в лаборатории в 1985 году, что принесло трем их первооткрывателям Нобелевскую премию по химии 11 лет спустя. С тех пор было получено множество наблюдательных доказательств их существования в космосе, особенно в газовых облаках вокруг старых, умирающих звезд размером с Солнце, называемых планетарными туманностями, которые были вытеснены из внешних слоев звезд ближе к концу их жизни.
|
|
|
|
Поскольку эти молекулы очень стабильны и их трудно разрушить, считается, что фуллерены могут выступать в качестве клеток для других молекул и атомов, так что они могли принести на Землю сложные молекулы, которые дали толчок зарождению жизни. Таким образом, их изучение важно для понимания основных физических процессов, которые участвуют в организации органического материала во Вселенной. Спектроскопия необходима для поиска и идентификации фуллеренов в космосе. Спектроскопия позволяет нам изучать материал, из которого состоит Вселенная, анализируя химические следы, оставляемые атомами и молекулами в излучаемом ими свете. В недавнем исследовании, полностью проведенном IAC, были проанализированы данные инфракрасной спектроскопии, полученные ранее с помощью телескопов в космосе, из планетарной туманности Tc1. Эти спектры показывают спектральные линии, указывающие на присутствие фуллеренов, но также показывают и более широкие инфракрасные полосы (UIR - их инициалы на английском языке), которые широко распространены во Вселенной, от небольших тел Солнечной системы до далеких галактик.
|
|
|
"Идентификация химического вещества, вызывающего это инфракрасное излучение, широко распространенного во Вселенной, была астрохимической загадкой, хотя всегда считалось вероятным, что оно богато углеродом, одним из основных элементов жизни", - объясняет Марко А. Гомес Муньос, исследователь IAC, который руководил этим исследованием. Чтобы идентифицировать эти загадочные полосы, исследовательская группа воспроизвела инфракрасное излучение планетарной туманности Tc 1. Анализ полос излучения показал наличие зерен аморфного гидрированного углерода (HAC). Эти соединения углерода и водорода в крайне неупорядоченном состоянии, которых очень много в оболочках умирающих звезд, могут быть причиной инфракрасного излучения этой туманности. "Мы впервые объединили оптические константы HAC, полученные в результате лабораторных экспериментов, с моделями фотоионизации и, таким образом, воспроизвели инфракрасное излучение планетарной туманности Tc 1, которая очень богата фуллеренами", - объясняет Доминго Анибал Гарсия Эрнандес, сотрудник IAC исследователь, который является соавтором статьи.
|
|
|
|
По мнению исследовательской группы, наличие одного и того же объекта из HAC и фуллеренов подтверждает теорию о том, что фуллерены могли образоваться в процессе разрушения пылинок, например, при взаимодействии с ультрафиолетовым излучением, которое обладает гораздо большей энергией, чем видимый свет. Этим результатом ученые открыли путь для будущих исследований, основанных на сотрудничестве между лабораторной химией и астрофизикой. "Наша работа наглядно демонстрирует огромный потенциал междисциплинарной науки и техники для достижения фундаментальных успехов в астрофизике и астрохимии", - заключает Гомес Муньос.
|
|
|
|
Источник
|
