Долгое время ученые считали, что для рождения сложных углеродных молекул нужна высокая температура.
Долгое время считалось, что для появления сложных углеродных молекул обязательно нужна высокая температура. Однако новое исследование химика Александра Мебеля из Международного университета Флориды показало: ключевые реакции могут идти практически при абсолютном нуле температур — около −273 °C.
На Земле сложные углеродные соединения, в частности, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), обычно связаны с высокотемпературными процессами. Логично было предположить, что и в космосе они возникают в горячих зонах, например возле звезд. Но недавно астрономы обнаружили одно из таких соединений — фенален — в чрезвычайно холодном и темном регионе Taurus Molecular Cloud‑1, где зарождаются планетные системы. Температура там держится около −264 °C, и это поставило под вопрос прежние представления о формировании таких молекул.
Мебель предложил объяснение того, как фенален мог появиться в столь холодных условиях. Вместе с коллегой Ральфом Кайзером из Университета Гавайев он провел компьютерное моделирование и с его помощью проследил возможные пути образования молекул без участия тепла. Выяснилось, что существует цепочка реакций, которые могут протекать при сверхнизких температурах и при этом все равно приводить к формированию феналена.
Фенален входит в семейство ПАУ — крупных углеродных молекул с несколькими связанными ароматическими кольцами. Считается, что именно ПАУ удерживают существенную долю всего космического углерода, но по отдельности их обнаружить крайне трудно: сигналы разных молекул сливаются. Обнаружение феналена в холодном облаке и расчет его «холодного» пути образования добавляют важных аргументов в пользу того, что сложная углеродная химия в космосе начинается гораздо раньше и в куда более суровых условиях, чем предполагалось.
Ученые обнаружили «холодный путь» формирования молекул ПАУ. Это значит, что они могут рождаться при крайне низких температурах.Со временем гравитация в таких облаках стягивает газ и пыль в скопления, постепенно формируя звезды. Оставшееся вокруг молодой звезды вещество может собраться в планеты. Молекулы, уже присутствующие в материнском облаке, становятся частью этих миров. Найденные «холодные» механизмы образования ПАУ означают, что сложный углерод может существовать задолго до появления звезд и планет и попасть в них буквально из глубин предзвездных облаков.
Более того, ПАУ неоднократно находили в образцах астероидов, упавших на Землю, и некоторые из них, по оценкам специалистов, сформировались в очень холодных областях. Ученые предполагают, что на поверхности мельчайших частиц межзвездной пыли углеродные молекулы могут служить «строительными лесами» для формирования еще более сложных органических соединений.
Некоторые ПАУ считаются строительными блоками жизни. Конечно, сам по себе фенален не может «зародить жизнь», но понимание того, как подобные молекулы возникают в почти абсолютной тьме и холоде космоса, помогает выстроить общую историю: от простого межзвездного газа — к звездам, планетам и все более сложной химии, без которой миры, подобные Земле, были бы невозможны.
Ранее в облаке у центра Млечного Пути нашли 120 органических веществ.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
