kamval | Астрохимики наконец выяснили механизм формирования фуллеренов в космосе

Ученые давно не могут понять, откуда в межзвездном пространстве появились так называемые «фуллерены» - сложные молекулы углерода, имеющие структуру, напоминающую футбольный мяч. Теперь команда исследователей из Аризонского университета, США, в новой научной работе предложила механизм их формирования.

Молекулы C60 представляют собой сферические образования, состоящие из 60 углеродных атомов, организованных в шести- или пятичленные кольца. Ранее считалось, что такие молекулы можно получить только в результате синтеза в лаборатории, однако обнаружение фуллеренов в космосе опровергло это предположение.

В течение нескольких десятилетий ученые считали, что в межзвездном пространстве находятся только молекулы малой массы - в основном одиночные атомы и двухатомные молекулы - и лишь изредка встречаются молекулы большей массы, включающие до 9 или 10 атомов. Так считалось до тех пор, пока в космосе не были обнаружены массивные молекулы C60 и C70.

Также исследователи не могли объяснить, каким образом в межзвездном пространстве, где на 10 000 атомов водорода приходится всего лишь один атом углерода, могло произойти связывание между 60 атомами углерода при полном отсутствии связывания этих атомов углерода с атомами водорода.

Для ответа на эти и другие вопросы о фуллеренах в космосе в новом исследовании астрохимики во главе с Якобом Берналом (Jacob Bernal) провели лабораторные эксперименты, в ходе которых в условиях низкого давления (созданных в камере трансмиссионного электронного микроскопа) карбид кремния, материал, составляющий основу пыли межзвездного пространства и формирующийся в ходе эволюции звезд, был нагрет до температуры порядка 1000 градусов Цельсия и облучен высокоэнергетическими ионами ксенона. В результате эксперимента ученые зафиксировали селективное (выборочное) удаление кремния из зерен пыли и формирование многоатомных углеродных структур, напоминающих фуллерены.

Согласно авторам, данный механизм объясняет большинство фактов, выявленных в ходе наблюдений фуллеренов межзвездного пространства, а также может быть расширен для объяснения формирования и других углеродистых наноструктур в космосе.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.

https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20191115123835