Синтез молекул на поверхности пылинок - Строение Солнечной системы

Известно, что в космосе обнаружено уже около сотни различных молекул, среди которых много молекул, являющихся органическими соединениями. Сам по себе это нетривиальный факт, поскольку при сверхнизких температурах и плотностях, наблюдающихся в межзвездной среде, химические реакции практически не идут. Лишь квантовая химия может принципиально разрешить этот парадокс. Оказывается, даже при низкой температуре 5-10 K химические реакции не прекращаются: они продолжаются внутри и на поверхности пылинок. Атомы, адсорбируясь на поверхности пылинки при столкновениях с ней, обладают некоторой подвижностью и могут вступать в химические реакции с другими атомами и молекулами. Причем эти реакции происходят с помощью квантово-механического подбарьерного перехода, для которого участникам реакции не требуется большой энергии. Таким образом, поверхность космической пыли является прекрасным катализатором для формирования молекул из атомов. Из наиболее легких элементов (Н, С, N, О) при сверхнизких температурах синтезируются прежде всего уксусная кислота и мочевина. В последующем образующаяся молекула может оторваться от поверхности космической пылинки. Любопытно, что во многих схемах предбиологической эволюции рассматривается взаимодействие именно этих соединений. В настоящее время радиоастрономы показали, что огромные темные межзвездные облака содержат многие сложные молекулы (метанол, окись углерода, формальдегид, этанол, синильную кислоту, муравьиную кислоту и др.). Молекулярная радиоастрономия позволила идентифицировать все эти молекулы по их вращательным спектрам в микроволновой области. Молекулы играют важную роль в коллапсе межзвездных облаков, приводящем к образованию звезд. В результате гравитационного притяжения межзвездные облака коллапсируют и нагреваются, а выделяющаяся при этом энергия испускается за счет вращательных переходов (главным образом молекул CO). Этот процесс вызывает дальнейший коллапс облака, приводящий в конечном итоге к таким давлениям и температурам, при которых формируются новые звезды и планеты.

Похожие статьи




Синтез молекул на поверхности пылинок - Строение Солнечной системы

Предыдущая | Следующая