Новости химической науки > В каком состоянии находится межзвездный углерод?

В течение двух последних десятилетий инфракрасные спектры многих астрономических объектов показали присутствие плоских двумерных полициклических ароматических углеводородов, которые, как также предполагается, являются источником органического вещества и для нашей собственной планеты.

В последнее время информация о том, в каком виде может находиться углерод в межзвездном пространстве, была усложнена за счет обнаружения в космосе фуллеренов – молекулярной аллотропной модификации углерода; в космосе были обнаружены также и сферические бакминстерфуллерены C₆₀. Связь между фуллеренами и полициклическими ароматическими углеводородами пока еще не однозначно, однако новая работа Гектора Альваро Галуе (Héctor Alvaro Galué) из Университета Амстердама предлагает новый свежий подход к решению этой задачи.

Энергетически активные частицы в межзвездном пространстве вызывают напряжение и регибридизацию плоских углеродных структур. [Фото: © NASA, ESA, M Robberto (Space Telescope Science Institute/ESA)]

Исследование было начато с того факта, что Алваро Галуе обнаружил, что спектральные характеристики трехмерных углеродных структур существенно отличаются от спектральных линий двумерных углеродных молекул. Он предположил, что это обстоятельство может объяснить синее смещение пика 6,2 мкм, наблюдаемое для многих астрономических объектов, которое нельзя приписать двумерным молекулам полициклических ароматических углеводородов.

Основываясь на лабораторных экспериментов, которые продемонстрировали, что двумерные графеноподобные молекулы могут быть превращены в трехмерные в результате воздействия частиц со значительной энергией, Альваро Галуе решил разработать теоретические модели таких переходов, чтобы определить возможные интермедиаты такого превращения. Моделирование инфракрасных спектров таких промежуточных форм и их сравнение с данными, полученными в результате астрономических наблюдений, позволило продемонстрировать, что процесс фуллеренизации не только может протекать в условиях открытого космоса, но и объяснить разнообразие обнаруженных в космосе молекул.

Как отмечает Альваро Галуе, результаты исследования согласуются с гипотезой возможности космического образования фуллеренов, а также и с тем, что феномен неидентифицированных сигналов ИК-спектров связан с тем, что эти, пока еще не приписанные к определенным структурам сигналы связаны скорее с молекулярными формами углерода, а не с аморфным его состоянием.

Сандер Тилинс (Xander Tielens), специалист по межзвездной среде из Лейденской Обсерватории (Нидерланды) уверен, что результаты Альваро Галуе отличаются большой ценностью. По его словам, хотя разнообразие углеродсодержащих соединений в космосе кажется пугающим, смоделированные теоретически и экспериментально молекулярные спектры различных частиц могут в перспективе разъяснить многое о природе спектров, регистрируемых астрономами.

Источник: Chem. Sci., 2014, DOI: 10.1039/c4sc00890a

метки статьи: #аналитическая химия, #квантовая химия, #космохимия