Химики нашли ключи к происхождению фуллеренов в космосе
В новом исследовании международная команда учёных под руководством специалистов из Университета Колорадо в Боулдере экспериментально воссоздала химические процессы, происходящие в межзвёздной среде. Результаты могут раскрыть ключевые этапы формирования органических молекул в космосе, включая фуллерены.
Ключевые выводы:
- Исследование проливает свет на формирование фуллеренов — молекул углерода в форме замкнутой клетки, самой известной из которых является бакминстерфуллерен (C60), или "бакибол".
- Результаты, опубликованные в Journal of the American Chemical Society, предполагают, что космическое излучение может превращать полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) в фуллерены.
- "Это даёт нам намёк на то, что бакиболы, которые мы находим в космосе, могут быть связаны с этими крупными ароматическими молекулами [ПАУ], которых там тоже много", — говорит ведущий автор исследования Джорди Боуман.
Эксперимент на Земле:
Учёные смоделировали космическую химию, облучая пучком электронов две небольшие молекулы ПАУ — антрацен и фенантрен. После этого продукты реакции были исследованы с помощью уникального лазерного комплекса FELIX (Free Electron Lasers for Infrared eXperiments) в Нидерландах.
Неожиданный результат:
При потере одного или двух атомов водорода под действием электронов структура молекул ПАУ радикально перестраивалась. Вместо только шестиугольников (гексагонов) в новой структуре появились также пятиугольники (пентагоны).
- "Это был очень удивительный результат — просто сбив атом водорода или два, вся молекула полностью перестроилась", — отметила соавтор Сандра Брюнкен.
- Такие молекулы, содержащие пентагоны, могут быть недостающим звеном для превращения распространённых ПАУ в бакиболы и другие фуллерены.
Перспективы:
Полученные "лабораторные отпечатки" можно использовать для поиска аналогичных молекул, содержащих пентагоны, в глубоком космосе с помощью инструментов вроде космического телескопа James Webb. Это поможет понять, как углерод во Вселенной превращается в строительные блоки планетных систем.