Российские астрономы обнаружили в межзвездных льдах «веселящий газ» — закись азота (N2O). Исследование, поддержанное Российским научным фондом, опубликовано в журнале Astronomy and Astrophysics, сообщила пресс-служба Уральского федерального университета.
«Мы обнаружили закись азота во льдах в направлении 16 протозвезд из 50 проанализированных нами. Содержание N2O в этих протозвездах варьируется в пределах от 0,2% до 2,1% относительно льда, состоящего из молекул СО. Обнаружение закиси азота в более чем десятке протозвезд означает, что эта молекула широко распространена в межзвездных льдах, а наша работа — первое уверенное обнаружение ледяного N2O», — рассказал лаборант-исследователь научной лаборатории астрохимических исследований Уральского федерального университета Варвара Картеева.
В газе межзвездных облаков, из которых образуются звезды и планеты, известно более 300 молекул: от простых до относительно сложных органических. В твердой же фазе межзвездной среды — на межзвездных пылевых частицах, которые при низких температурах (-263°C) покрываются льдом, образующим так называемые ледяные мантии — в мире достоверно идентифицировано на сегодня лишь восемь молекул. Таким образом, молекула N2O, которую обнаружили ученые, стала девятой. Помимо нее, коллектив также заявил о предварительном обнаружении еще одной молекулы — изоциановой кислоты (HNCO).
По словам ученых, обнаружить молекулы во льдах сложнее, чем в газе, так как в твердой фазе молекулы видны только в инфракрасном диапазоне в случае, когда неподалеку находится звезда, которая помогает «подсветить» необходимую область. Кроме того, существует множество других мешающих факторов.
«Мы использовали спектры аналогов межзвездных льдов, выращенных на нашей лабораторной установке ISEAge, чтобы интерпретировать результаты, полученные телескопом James Webb в прошлом году. При помощи полученных в лаборатории спектров удалось выполнить анализ наблюдений межзвездных облаков и уверенно обнаружить N2O во льдах», — пояснил заведующий лабораторией астрохимических исследований Уральского федерального университета Антон Васюнин.
Находка крайне важна. Молекула закиси азота легче вступает в реакции при низкой температуре, чем, например, вероятный основной носитель азота в ледяных мантиях — молекулярный азот (N2), и может участвовать в химии более сложных азотсодержащих молекул, включая аминокислоты, необходимые для строительства белков, основы для живых организмов.
«Считается, что реакции в газовой фазе межзвездных облаков, скорее всего, не приводят к образованию сложных органических молекул. Со льдом ситуация другая: поверхность льда своего рода каталитическая. Поверхностные реакции могут быть более эффективны в образовании ряда химических соединений, которые в газе плохо образуются или не образуются вовсе. Поэтому изучение химии во льдах и состава этих льдов, с одной стороны, труднее, а с другой — интереснее, потому что там немного другая химия, ведущая к образованию другого набора молекул. Также вероятно, что на поверхности планет легче попасть веществу из межзвездного льда, а не из разреженного межпланетного газа. Грубо говоря, ледяное ядро кометы может упасть и принести на молодую планету достаточно много органического материала. То есть попадание химических молекул на поверхности планеты в твердом состоянии более вероятно и эффективно, чем в газовом», — объяснил Антон Васюнин.
Примечательно, что восемь из шестнадцати протозвезд, в которых астрохимики обнаружили молекулу N2O, находятся в области звездообразования Орион А. Как полагают ученые, это может указывать на важную роль ультрафиолетового излучения в образовании закиси азота в межзвездных льдах, поскольку область Орион А отличается высокой интенсивностью ультрафиолетового фона. Однако механизмы образования N2O в межзвездных льдах еще предстоит изучить и установить, предупреждают исследователи.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
