Світитися, щоб вижити: як складні молекули виживають у космічних хмарах

Холодні міжзоряні хмари містять велику кількість органічних речовин, зокрема і поліциклічних ароматичних вуглеводнів. Відомо, що вони можуть існувати в такому середовищі завдяки тому, що випромінюють світло.

Хімія холодних міжзоряних хмар

Зорі та планети народжуються з холодних міжзоряних хмар. Однак складні й цікаві процеси розпочинаються там ще задовго до запуску термоядерних реакцій у новонароджених світилах. Адже вже на цьому етапі в хмарах присутні органічні молекули, що вступають у хімічні реакції. У певному сенсі, саме там розпочинаються перші кроки біологічної еволюції.

У нещодавно опублікованому дослідженні науковці пояснили, як космічний телескоп JWST допоміг розібратися з існуванням у міжзоряних хмарах таких цікавих сполук, як поліциклічні ароматичні вуглеводні. Їхні молекули являють собою кілька кілець з атомів вуглецю, з’єднаних міцними хімічними зв’язками.

Космос для кожного

Магазин від Universe Space Tech

Комплект журналів Сонце, Місяць та Марс

До товару

Це достатньо складні молекули, їхнє відкриття говорить про те, що розвиток життя у зоряних системах починається ще до того, як воно потрапить на планети. Але водночас це виклик науковцям, адже треба пояснити, чому ці складні структури не розпадаються.

Інденільний катіон

Свої дослідження вчені сконцентрували на одній-єдиній молекулі — інденільному катіоні (C₉H₇⁺). Вчені виявили його у міжзоряних хмарах значно більше, ніж прогнозувалося, і припустили, що JWST реєструє підвищену інтенсивність саме тому, що катіон сам світиться.

За їхньою гіпотезою, яскравість спричинена рекурентною флюорисценцією. Щоб перевірити це, науковці скористалися установкою DESIREE — електростатичним іонно-променевим накопичувачем, який дозволяє імітувати умови холодної міжзоряної хмари протягом кількох годин.

Вчені змогли дослідити, що відбувається із молекулами інденільного катіона, і виявили, що вони таки позбуваються зайвої енергії, перевипромінюючи її у вигляді імпульсів видимого чи інфрачервоного спектра. Цей ефективний механізм дозволяє катіонам зберігати цілісність навіть за рівнів опромінення, які зазвичай спричинили б їхній розпад.

За матеріалами phys.org