Квантові процеси в космосі створюють несподівану хімію

Виявляється, що можуть бути органічні хімічні реакції в просторі, які ми навіть не знаємо. Це звучить неоднорідно, тому що космос великий, але вчені досить грамотно знати, які елементи можуть формуватися спонтанно і які не можуть. У 2012 році вчені виявили молекули метоксидної групи, що містять вуглецеву, водню та кисневу в молекулярній хмарі Perseus 600 світлових років з Землі. Тим не менш, вчені не змогли відтворити ці молекули в лабораторії, що дозволяє реагенти згубитися на пилових частинок, тим самим залишаючи процес утворення цих молекул секрет.



Відповідач був знайдений в квантових непарних обставинах, які дозволяють молекулам формувати в просторі, навпаки класичних правил хімії. Короткий інтерсланцевий простір є своєрідною квантовою хімією лабораторії, яка може виробляти цілий ряд різних органічних молекул, які астрономи виявили в космосі.



Через холодні температури в міжзорових хмарах молекулярного газу бар’єр для активації більшості хімічних реакцій здавалося занадто високим. Невисока температура запобігає попаданню молекул в космосі від отримання енергії, необхідної для розбиття облігацій, але певні реакції все ще можуть статися як різні молекули, які прилипають до поверхні косметичного пилу. Вони можуть мати достатньо часу, щоб отримати енергію, яку вони повинні реагувати.

«Чи не є певним законом, що говорить про те, що якщо ви знижуєте температуру, швидкість реакції сповільнюється, - говорить Дуан Хеард університету Ледса.

Але метокси також можуть бути створені шляхом поєднання гідроксильових радикалів і метанолу газу, що присутні в космосі, через квантовий процес тунелювання, який може дати гідроксиль радикула можливість «пірце» через енергетичний бар’єр, а не подолати його. У той же час, незважаючи на наявність бар’єру, швидкість реакції між гідроксильними радикалами (ОН) і метанолом — одним з найбільш рясних органічних молекул в космосі — майже два замовлення на величину вище -210 градусів Цельсієм, ніж на -73 градусів Цельсієм. При низьких температурах, коли молекули сповільнюються, ймовірність тунелювання підвищується.

"При нормальних температурах, вони просто в'яжуть в один одного, але при низьких температурах вони висять разом досить багато часу", - говорить Хеард.

Команда також відзначила формування радикальної молекули метокси, створеної утворенням водневого комплексу, що проживало досить довго, щоб пройти через квантову механічну тунель. Вони уклали, що цей тунельний механізм окислення органічних молекул групи ОН широко поширений в умовах низькотемпературного міжзоря. Реакція склала 50 разів швидше за допомогою квантового тунелю, ніж при нормальній температурі приміщення. Простір простору набагато холодніше, ніж -210 градусів Цельсій, але в хмарах міжзорого пилу може добре проявитися така температура.

«Ми показуємо, що можуть бути органічні реакції хімії в просторі, що ви навіть не очікуєте, - сказав він.

На зображенні вище показано молекулярну хмару Perseus на мікрохвильових довжинах, прийнятих планками космічних апаратів, що бачить рух електронів через молочний спосіб і як пил прогрівається світлом зірок. Ці компоненти інтерсланорного середовища вивчали на мікрохвильових хвилях протягом десятиліть. Електрони відомі випромінювати переважно радіохвилі (нижчі частоти), тоді як частинки пилу виділяються в далекому інфрачервоному спектрі (високі частоти).

У 1990 році було випромінювання, яке не було пояснено, і воно стало відомою як "абнормальне мікрохвильове випромінювання". Кілька історій запропоновано про своє походження, але зараз покриття довжини хвилі Низькочастотних інструментів Planck ідеально підходить для спостереження та характеризації цього випромінювання.

Перевага полягає в тому, що поєднання інструментів Планка дає набагато ширше покриття довжини хвиль, що дозволяє аномальне випромінювання відокремити компоненти і краще зрозуміти його складові. Нагадаємо, що на основі радіаційного аналізу вчені виводять висновки про хімічний склад об’єктів глибокого простору.

«На даний момент ми практично впевнені, що випромінювання відбувається через обертання нанорозмірних частинок пилу, які обертаються на швидкості до десяти тисяч мільйонів разів на секунду», - сказав Clive Dickinson Університету Манчестера. Це найменші відомі частинки пилу, що містять 10 до 50 атомів; пінінг, коли вони взаємодіють з атомами або фотонами, вони випромінюють випромінювання на частотах від 10 до 60 ГГц.

Останнім часом Зоряний зонд зловив сім подібних частинок з міжзоряного простору. Вчені отримують більше і більше даних, щоб уважно проаналізувати всі елементи глибокого простору.



Джерело: http://hi-news.ru/space/kvantovye-processy-kosmosa-rozhdayut-neozhidannuyu-ximiyu.html

Джерело: /users/1617