Раскрывая химию межзвёздного пространства

Межзвёздное пространство, вопреки представлениям о пустоте, наполнено молекулами: уже обнаружено более 300 различных типов. Химик Ким Стинбаккерс в рамках своей докторской диссертации изучила ряд таких молекул на Земле и помогла доказать существование по крайней мере одной из них в космосе.

"Условия в космосе совершенно иные: очень холодно, около -240°C, и крайне низкое давление", — объясняет Стинбаккерс. — "Столкновения между молекулами происходят раз в 10 дней, в то время как на Земле — миллиард раз в секунду".

Из-за этого многие космические молекулы нестабильны на Земле. Для их изучения в лаборатории HFML-FELIX используется огромный холодильник, способный создавать условия, близкие к космическим (-270°C и низкое давление). Через образец пропускают мощный инфракрасный лазер, чтобы увидеть его реакцию.

Стинбаккерс исследовала заряженные молекулы C₂H⁺ и HC₂H⁺, которые, как предполагается, существуют в космосе. На Земле их нет, но есть похожий сварочный газ C₂H₂. Обстреливая его электронами, можно получить искомые ионы HC₂H⁺ и C₂H⁺.

Облучая эти заряженные молекулы инфракрасным лазером, исследовательница получила их уникальный "отпечаток пальца". Для этого пришлось разработать новые экспериментальные методы и сложные теоретические модели для интерпретации данных. "Имея такой отпечаток, можно искать его в данных, собранных телескопами".

Этот метод уже помог обнаружить в космосе другой экзотический ион — CH₃⁺ (метан CH₄ без одного атома H). Его наблюдали с помощью космического телескопа "Джеймс Уэбб" в туманности Ориона, в области звездообразования. "Но мы ожидаем, что эта молекула и другие, изученные в моей работе, встречаются в космосе гораздо чаще".

"Понимание химии космоса позволяет нам делать выводы о том, как формируются звёзды и планеты, и на каком этапе жизненного цикла находится туманность", — заключает Стинбаккерс. — "В конечном счёте, это может рассказать нам что-то о происхождении жизни на Земле и возможности её возникновения на других планетах".