Эксперимент показал, что теория образования межзвездного бензола не работает
Астрофизики из JILA Университета Колорадо (Национальный институт стандартов и технологий) провели эксперимент по получению бензола тем способом, который, согласно теориям, приводит к его образованию в межзвездном пространстве, и не обнаружили образования бензола. Исследование Г. С. Кочерила, К. Загорец-Маркс и Х. Дж. Левандовски опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Теории, разработанные в 1990-х годах, предполагали, что одним из основных путей образования межзвездного бензола могут быть столкновения ионов с молекулами. Эти теории важны, поскольку считается, что бензол является предшественником для образования межзвездных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), которые, как полагают, содержат космический углерод. Это играет ключевую роль, в частности, из-за возможного участия в развитии углеродных форм жизни.
Проверить эти теории ранее не удавалось из-за сложности воссоздания условий межзвездной среды. В своей работе и в выступлении на симпозиуме группа заявила, что в их лаборатории в JILA есть необходимое оборудование для такого эксперимента.
Эксперимент включал мониторинг реакций на молекулярном уровне при давлении, составляющем всего триллионную часть от давления на уровне моря. Также требовалось охладить всё до температуры около 1 К. Реакции заключались в смешивании нейтрального ацетилена с сильным донором протонов, в данном случае — N2H+.
Наблюдая за результатами реакций с помощью масс-спектрометра, команда обнаружила, что ацетилен протонировался донором протонов, как и предполагала теория, с образованием C6H5+. Однако при добавлении H2 ожидаемая реакция не произошла. Это означало, что бензол не образовался, не сформировалось первое ароматическое кольцо, и, следовательно, процесс создания полициклических ароматических углеводородов не мог быть запущен.
Полученные результаты убедительно свидетельствуют о том, что исследователям придется искать другие пути возможного образования бензола в межзвездном пространстве. Один из таких подходов может заключаться в повторном изучении работы, проведенной в 2011 году в Гавайском университете, где было обнаружено, что межзвездный бензол может образовываться при реакции нейтральных этинильных радикалов с нейтральным 1,3-бутадиеном.