Объединение результатов лабораторных исследований инфракрасного свечения молекул углерода в программном обеспечении для моделирования привело группу исследователей к новому открытию о создании сферических углеродных «клеток», называемых фуллеренами. Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysicals.
Учитывая, что эти молекулы могли безопасно переносить сложные соединения через суровые условия межзвездного пространства, полученные результаты могут иметь значение для того, как возникла жизнь на Земле и за ее пределами.
После подтвержденного обнаружения в последние десятилетия фуллеренов, окружающих пылевые оболочки умирающих звезд, называемых планетарными туманностями, исследователи задумались над процессом, который привел к их созданию.
Одним из способов может быть появление световых аккуратных круглых углеродных структур, называемых полициклическими ароматическими соединениями. Другой предполагает запекание структур, которые немного менее упорядочены.
Моделирование команды подтверждает, что по крайней мере некоторые из фуллеренов производятся из зерен гидрогенизированного аморфного углерода (HAC). Казалось бы, эти хаотично упорядоченные частицы водорода и углерода служат отправной точкой для фуллеренов.
По мнению исследователей из Института астрофизики Канарских островов (IAC) в Испании, сделавших это открытие, то, как они сопоставили характеристики зерен HAC с показаниями света из глубокого космоса, должно помочь нам лучше понять происхождение жизни. и связанные с этим процессы.
«Мы впервые объединили оптические константы HAC, полученные в результате лабораторных экспериментов, с моделями фотоионизации», — говорит астрофизик Доминго Гарсиа-Эрнандес.
Работа началась с далекой планетарной туманности Tc 1 и ее изображений, полученных телескопами. Эти планетарные туманности представляют собой кольца газа и пыли, образующиеся вокруг умирающих звезд в конце их жизни, и свет, который они излучают, можно использовать для определения того, из чего они состоят.
С помощью компьютерных моделей исследовательская группа исследовала нечто загадочное в Tc 1: широкие неопознанные инфракрасные полосы, которые наблюдались здесь и в других местах космоса. Моделирование показало, что эти полосы могут быть обусловлены зернами HAC.
Поскольку известно, что Tc 1 богат фуллеренами, исследование дает объяснение как неидентифицированным инфракрасным диапазонам, так и происхождению фуллеренов. Это должно дать астрофизикам много возможностей для будущих исследований.
«Идентификация химических веществ, вызывающих это инфракрасное излучение, широко присутствующее во Вселенной, было астрохимической загадкой, хотя всегда считалось вероятным, что они богаты углеродом, одним из основных элементов жизни», — говорит астрофизик Марко Гомес-Муньос.
Фуллерены особенно устойчивы и стабильны, а это означает, что ученые считают, что они могут выступать в качестве защитных клеток для других материалов. Эти клетки могли бы впервые помочь доставить на Землю сложные молекулы, положив начало зарождению жизни.
Знание большего о фуллеренах также должно дать нам дополнительное представление о том, как органическое вещество организовано во Вселенной, а также послужит основой для разработки различных нанотехнологий, которые работают в минимально возможных масштабах.
До сих пор остается множество вопросов без ответов о показаниях, которые мы получаем из космоса, и о том, как жизнь впервые зародилась здесь, на Земле, но исследования, подобные этому, показывают, что мы всегда получаем больше ответов – особенно по мере совершенствования наших технологий и методов анализа.
«Наша работа ясно показывает огромный потенциал междисциплинарной науки и технологий для достижения фундаментальных успехов в астрофизике и астрохимии», — говорит Гомес-Муньос.
