|
Самая крупная ароматическая молекула в космосе
|
|
|
|
Команда химиков и астрономов сделала открытие в области астрохимии: идентифицирован цианокоронен, крупнейший полициклический ароматический углеводород (PAH), когда-либо обнаруженный в космосе. Эта молекула, состоящая из семи взаимосвязанных бензольных колец и цианогруппы (C24H11CN), была обнаружена в холодном темном молекулярном облаке TMC-1, области, известной своим богатым химическим составом и как колыбель для новых звезд.
|
|
|
|
Исследование было недавно опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters и представлено на пресс-конференции в рамках 246-го заседания Американского астрономического общества (AAS 2025), проходившего в Анкоридже, Аляска.
|
|
|
|
Цианокоронен является производным коронена, молекулы, которую часто называют "прототипом" компактного PAH из-за ее стабильности и уникальной структуры. Считается, что PAH удерживают значительную долю углерода во Вселенной и играют ключевую роль в химических процессах, которые приводят к образованию звезд и планет. До сих пор в космосе были обнаружены только PAH меньшего размера, и это новое открытие значительно превысило известный предел размеров.
|
|
|
|
Так как же астрономы обнаружили эту массивную молекулу? Исследовательская группа впервые синтезировала цианокоронен в лаборатории и измерила его уникальный микроволновый спектр с помощью передовых спектроскопических методов.
|
|
|
|
|
|
|
Вооружившись этим молекулярным отпечатком, они занялись поиском цианокоронена в данных, полученных с помощью телескопа Green Bank Telescope Национального научного фонда США (NSF GBT), ключевого телескопа, используемого в проекте GOTHAM (GBT Observations of TMC-1: охота на ароматические молекулы). Исследовательская группа обнаружила несколько отчетливых спектральных линий цианокоронена, подтвердив его присутствие со статистической значимостью 17,3 сигмы — крупным показателем по астрономическим меркам.
|
|
|
|
В настоящее время цианокоронен является самой крупной отдельной молекулой PAH, обнаруженной в межзвездном пространстве, и содержит 24 атома углерода в своей основной структуре (исключая цианогруппу). Обнаруженное количество цианокоронена аналогично количеству ранее обнаруженных PAH меньшего размера, что опровергает предположения о том, что более крупные молекулы должны быть более редкими в космосе.
|
|
|
|
Это говорит о том, что в космосе могут быть распространены еще более сложные ароматические молекулы. Наличие таких стабильных и крупных PAH подтверждает идею о том, что эти молекулы могут быть основным источником углерода, который потенциально может стать сырьем для жизни на новых планетных системах.
|
|
|
|
Квантово-химический подход исследования показывает, что цианокоронен может эффективно образовываться в холодных условиях космоса в результате реакций между короненом и радикалом CN при наличии сильно погруженных энергетических барьеров, которые не замедляют процесс при низких температурах. Это означает, что химический процесс, из которого образуется сложная органика, может произойти еще до рождения звезд.
|
|
|
|
Открытие цианокоронена не только добавляет новую главу в историю космической химии, но и укрепляет "гипотезу PAH" — идею о том, что эти молекулы ответственны за таинственные полосы инфракрасного излучения, наблюдаемые по всей Вселенной. Это также указывает на прямую связь между химическим составом межзвездных облаков, метеоритов и астероидов, что позволяет предположить, что органические молекулы, обнаруженные в нашей собственной Солнечной системе, возможно, возникли в сходных условиях задолго до образования Солнца.
|
|
|
|
В настоящее время ученые стремятся найти в космосе еще более крупные PAH и их производные, а также продолжить изучение того, как эти молекулы выживают и эволюционируют в суровых межзвездных условиях.
|
|
|
|
Габи Венцель, научный сотрудник химического факультета Массачусетского технологического института и Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института и ведущий автор этого исследования, говорит: "Каждое новое открытие приближает нас к пониманию происхождения сложной органической химии во Вселенной — и, возможно, к истокам жизни людей". сами по себе являются строительными блоками жизни."
|
|
|
|
Источник
|
