Зерна космической пыли, очевидно, не имеют простых и правильных форм и поэтому покрыты меньшим количеством льда, чем считалось ранее. Это способствует химическим реакциям, в которых образуются органические молекулы.
«Хаббл» снял изображение «Мистической горы». © NASA, ESA, M. Livio and the Hubble 20th Anniversary Team (STScI)
Группа астрономов из Института астрономии им. Макса Планка (MPIA) и Университета Йены (Германия) обнаружила, что частицы космической пыли, по-видимому, не имеют простых, правильных форм, а выглядят скорее рыхлыми с множеством ответвлений. Следствием этого является то, что они не всегда покрыты толстым слоем льда, как предполагалось ранее, а сравнительно тонким, да и то не всегда. То, что на первый взгляд звучит совсем не сенсационно и даже скучновато, имеет важнейшие последствия для того, как в связи с этими частицами пыли в космосе происходят сложные органические реакции. Например, то, что ответственно за образование первых органических молекул и, таким образом, также играет важную роль в происхождении жизни на Земле, может встречаться в космических масштабах значительно чаще, чем этого можно было бы ожидать.
Для своих экспериментов ученые изъяли из образца графита с помощью лазера крошечные фрагменты диаметром всего несколько нанометров. На этих зернышках искусственной пыли они исследовали различные типы образования льда на поверхности в реалистично воспроизведенной симуляции космических условий. В отличие от стандартного изображения пыли, принятого в астрохимии, которое начинается с пылевых зерен, полностью покрытых несколькими слоями твердого льда, словно репчатый лук, исследователи обнаружили в экспериментальных пылевых зернах сложные частицы, на которых лишь иногда образуются только тонкие слои льда.
Это в основном связано с тем, что общая поверхность разветвленных пылевых зерен в несколько сотен раз больше, чем у более простых форм. Таким образом, количество воды, доступной в космических молекулярных облаках, является достаточным только для того, чтобы образовывать более толстые слои льда лишь в некоторых местах, в то время как в других местах образуется только один слой кристаллов льда. При таких условиях химические реакции, которые могут потенциально происходить, отличаются от частиц пыли с толстым ледяным покрытием, поскольку они (реакции) зависят от того, какие молекулы прилипают к поверхности, как эти молекулы движутся и с какими другими молекулами они сталкиваются. Кроме того, некоторые молекулы вступают в непосредственный контакт с поверхностью пылевых зерен. Таким образом, частицы могут действовать как катализаторы, то есть изменять скорость определенных химических реакций. По мнению авторов, в таких "космических мини-лабораториях" некоторые процессы, приводящие к образованию органических молекул, будут происходить гораздо чаще.
В целом, новые результаты, наряду с другими аналогичными результатами предыдущих экспериментов, являются «тревожным звонком для астрохимического сообщества», о чем MPIA пишет в своем пресс-релизе. «Если вы хотите понять химические реакции в межзвездной среде, вы должны оставить позади себя простые модельные частицы пыли с их толстой оболочкой, как у ледяной луковицы». Здесь же приводятся слова ведущего автора исследования Алексея Потапова: «Для нас пылевые зерна - совершенно новый игрок в космической астрохимии. Теперь, когда мы знаем, что это там задействовано, у нас стало больше шансов понять основные химические реакции, которые в конечном счете должны быть прослежены на пути к возникновению жизни во вселенной».
0
