Учёные обнаружили быстрый путь образования сложных углеродных молекул в космосе
Международная группа исследователей под руководством специалистов Гавайского университета в Маноа обнаружила новый химический механизм, который может объяснить быстрое образование сложных углеродных молекул в космосе. Открытие помогает решить давнюю проблему происхождения полициклических ароматических углеводородов — крупных соединений из углерода и водорода, широко распространённых во Вселенной.
Полициклические ароматические углеводороды, или ПАУ, обнаруживаются в самых разных космических средах — от оболочек умирающих звёзд до межзвёздных газовых облаков. Учёным давно известно об их высокой распространённости, однако существовавшие модели не могли объяснить, как эти сложные молекулы образуются достаточно быстро, чтобы соответствовать данным телескопических наблюдений и составу вещества, доставленного космическими миссиями с углеродистых астероидов, включая Рюгу.
Новое исследование показало, что рост таких молекул может происходить значительно быстрее, чем предполагалось ранее. Вместо последовательного присоединения отдельных атомов углерода обнаруженный механизм позволяет образовывать сразу несколько новых химических связей за один этап, ускоряя формирование крупных и сложных структур.
Исследователи продемонстрировали этот процесс в лабораторных экспериментах, воспроизводивших экстремально высокие температуры, характерные для окрестностей стареющих звёзд и других энергетически активных областей космоса. В ходе реакций были получены несколько крупных полициклических ароматических углеводородов, существование которых предсказывалось ранее, но происхождение которых было трудно объяснить с помощью прежних моделей.
Авторы считают, что обнаруженный механизм поможет лучше понять химическую эволюцию углерода во Вселенной. Формирование всё более сложных углеродных соединений играет важную роль в химических процессах, связанных со звёздами, планетами и веществом, из которого в дальнейшем образуются планетные системы.
«Это открытие меняет наше представление о том, как формируются крупные углеродные молекулы», — заявил один из авторов исследования Ральф И. Кайзер. По его словам, учёные давно знали, что подобные соединения присутствуют в космосе в огромных количествах, но не могли объяснить, каким образом природа производит их настолько эффективно.
Авторы работы установили более быстрый химический путь, связывающий небольшие углеродные молекулы со сложными структурами, обнаруживаемыми по всей Вселенной.
Исследование в журнале Nature Communications.