Сложные углеродные молекулы могут возникать в космическом холоде

Сложные соединения углерода способны формироваться в космосе при температурах, близких к абсолютному нулю. Раньше считалось, что для образования таких соединений обязательно нужно тепло, но компьютерное моделирование показало обратное: реакции могут протекать без нагревания в ледяных облаках, где рождаются звезды и планеты.

Фенален — сложная углеродная молекула, которую астрономы недавно обнаружили в туманности Таурус-1

Источник: The Journal of Physical Chemistry A

Задолго до того, как в космосе появится первая планета, в ледяной тьме межзвездных облаков уже может идти сложная химия. Ученые из университета Фишера и Гавайского университета (США) доказали это, изучив фенален — углеродную молекулу, которую астрономы недавно обнаружили в туманности Таурус-1. Температура там — около −264°C, и до сих пор считалось, что в таком холоде подобные соединения образоваться не могут.

Фенален входит в большое семейство полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). По оценкам ученых, в них содержится значительная часть всего углерода в космосе, но зафиксировать отдельные ПАУ удается редко. Обнаружение феналена в холодной зоне стало первым серьезным свидетельством того, что эти молекулы способны формироваться без тепла.

Гравитация постепенно стягивает газ и пыль облака в новые звезды, а остатки материала собираются в планеты. Молекулы, уже присутствующие в облаке, становятся частью этих молодых миров. Но откуда они берутся, если тепла еще нет?

Ответ, который нашли ученые с помощью компьютерного моделирования, оказался неожиданным. Их исследование, опубликованное в The Journal of Physical Chemistry A, описывает цепочку реакций, идущих при температурах, близких к абсолютному нулю (около −273 °C). Нагревание для этого не требуется.

Гравитация постепенно стягивает газ и пыль облака в новые звезды, а остатки материала собираются в планеты

Источник: Pixabay

Ключевую роль в процессе могут играть мельчайшие частицы космической пыли. «Считается, что поверхность частиц космической пыли служит своего рода «молекулярными фабриками», которые помогают формировать более сложные органические молекулы», — сказал Мебель. На этих поверхностях из простых соединений собираются структуры, которые исследователи относят к строительным блокам жизни. Они способны задерживаться в астероидах и переноситься на молодые планеты при столкновениях.

Подтверждение тому уже найдено ближе к дому: ПАУ обнаружили в образцах с астероидов, доставленных на Землю, причем часть из них, по-видимому, сформировалась именно в условиях очень низких температур.

Конечно, фенален не создал жизнь. Но теперь ученые могут проследить цепочку от простейших молекул в ледяных облаках через звезды и планеты к сложной химии, которая делает возможными такие миры, как Земля. И начинается эта цепочка задолго до того, как зажжется первая звезда.

Ранее Наука Mail рассказывала, как кометы доставляют воду к молодым планетам.