|
Сложные углеродные соединения в космосе
|
|
|
|
До появления Земли существовала химия. В невообразимо холодных и тёмных облаках, где рождаются звёзды и планеты, молекулы углерода объединяются в более сложные формы, начиная химический процесс, который в конечном итоге может привести к появлению на молодых планетах некоторых базовых элементов, необходимых для зарождения жизни. Есть только одна проблема: для образования этих молекул требуется высокая температура. По крайней мере, так долгое время считали учёные. Но новое исследование, проведённое химиком из Университета Фишера Александром Мебелью, показывает, что подобные химические процессы могут происходить при температурах, близких к абсолютному нулю, то есть при -273 °C (-460 °F).
|
|
|
|
На Земле эти сложные углеродные молекулы обычно образуются при экстремально высоких температурах, например при горении. Долгое время считалось, что для образования этих молекул в космосе необходима высокая температура. Но когда в прошлом году астрономы обнаружили одну из таких молекул, она была найдена в холодной и тёмной области, известной как Молекулярное Облако Тарантул-1. В этой области, где зарождаются солнечные системы, совсем не жарко. Температура там составляет около -264 °C (-443 °F).
|
|
|
|
Исследование Мебеля, опубликованное в журнале The Journal of Physical Chemistry A, дает возможный ответ на вопрос о том, как эти молекулы образовались в молекулярном облаке Таурус-1, и может помочь лучше понять, как формируются такие планеты, как Земля.
|
|
|
|
|
|
|
Холодный путь к образованию феналена
|
|
|
|
Мебель и его коллега Ральф Кайзер из Гавайского университета в Маноа изучили фенален — сложную углеродную молекулу, недавно обнаруженную в молекулярном облаке Таурус-1. Они исследовали новые возможности образования феналена без выделения тепла. С помощью компьютерного моделирования они обнаружили ряд химических реакций, которые могут протекать без выделения тепла и приводить к образованию феналена.
|
|
|
|
Фенален относится к большому семейству углеродных молекул, называемых полициклическими ароматическими углеводородами, или ПАУ. Ученые считают, что в этих молекулах содержится значительная часть углерода, присутствующего в космосе, но обнаружить отдельные ПАУ было непросто. Открытие феналена стало еще одним доказательством того, что эти сложные молекулы могут существовать и образовываться в крайне холодных областях космоса.
|
|
|
|
От звездных облаков до планет
|
|
|
|
Гравитация стягивает газ и пыль в этих облаках, формируя звезды. Вещество, оставшееся вокруг молодой звезды, со временем может объединиться и образовать планеты. Молекулы, уже присутствующие в облаке, могут стать частью этих новых миров. Результаты исследования Мебеля позволяют предположить, что некоторые из этих сложных углеродных соединений могли образоваться еще раньше, в условиях экстремально низких температур, когда планет еще не существовало.
|
|
|
|
Ученые нашли еще больше подтверждений этой гипотезе, на этот раз гораздо ближе к Земле. ПАУ были обнаружены в образцах, собранных на астероидах и доставленных на Землю. Некоторые из них, по всей видимости, образовались в очень холодных средах.
|
|
|
|
И на этом история не заканчивается.
|
|
|
|
Космическая пыль как место для химических реакций
|
|
|
|
Ученые выясняют, могли ли ПАУ и другие углеродные молекулы способствовать созданию условий, в которых могли образоваться более сложные органические молекулы до появления жизни.
|
|
|
|
Одно из мест, где могут происходить химические реакции, — это крошечные частицы космической пыли. «Считается, что поверхность частиц космической пыли служит своего рода "молекулярными фабриками", которые помогают формировать более сложные органические молекулы», — говорит Мебель.
|
|
|
|
Некоторые из этих молекул считаются строительными блоками жизни. Они могут попадать в астероиды и другие объекты, а затем переноситься на молодые планеты в результате столкновений.
|
|
|
|
Это не значит, что фенален создал жизнь. Вовсе нет. Но изучение того, как такие молекулы, как фенален, могут образовываться в ледяной тьме космоса, помогает ученым проследить гораздо более масштабный химический путь — от простых молекул к звездам и планетам и далее к все более сложным химическим соединениям, благодаря которым стали возможны такие миры, как Земля.
|
|
|
|
Источник
|
