Учёные раскрыли новый путь формирования ключевой космической молекулы H3+

15.02.2025 15:33:00 | iXBT.com

Исследователи Мичиганского государственного университета углубили понимание процесса формирования молекулы H??, известной как «молекула, создавшая Вселенную». Профессора Пётр Печух и Маркос Дантус вместе с коллегами из Мичиганского государственного университета сосредоточили внимание на особой группе химических соединений — метилгалогенах и псевдогалогенах. Эти вещества играют важную роль в химии. Метилгалогены — это органические соединения, содержащие метильную группу (CH3) и атом галогена (например, хлор или бром). Псевдогалогены, в свою очередь, это группы атомов, которые ведут себя химически подобно галогенам. Исследователи обнаружили, что при определённых условиях эти соединения могут участвовать в образовании H?? необычным способом, что расширяет понимание химических процессов, происходящих во Вселенной.

H?? играет ключевую роль в астрохимии, участвуя в процессах от рождения звёзд до образования органических молекул. Основной путь формированияH?? — столкновение молекулы водорода (H2) с её ионизированным аналогом (H2+). Однако учёные искали альтернативные источники этой важной молекулы.

Регион звездообразования в туманности Тарантул, запечатленный космическим телескопом «Джеймс Уэбб». Учёные MSU недавно обнаружили альтернативные источники молекулы H??, которая играет решающую роль в рождении звёзд и другой космической химии. Источник: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team

Команда использовала ультрабыструю лазерную спектроскопию и методы вычислительной химии для изучения двойной ионизации метилгалогенов и псевдогалогенов. Они обнаружили, что при определённых условиях эти соединения могут образовывать H?? через «блуждающий механизм».

В ходе эксперимента наблюдалось, как после двойной ионизации молекулы нейтральный водород (H2) выбрасывался из неё. Затем H2 «блуждал» вокруг молекулы, пока не захватывал дополнительный протон, формируя H??. Этот процесс оказался сложнее, чем ожидаемый кулоновский взрыв дважды ионизированных молекул. Учёные также определили факторы, влияющие на образование или отсутствие H?? в этих соединениях.

Эти открытия применимы к широкому спектру других молекул, что расширяет возможности изучения происхождения и формирования молекул во Вселенной.

Хотя H?? может не быть столь значимой на Земле, как вода или белки, понимание её распространённости во Вселенной, способов производства и скорости химических реакций важно для астрофизики и космологии.

Обнаружение новых источниковH?? может повлиять на понимание космической химии. Даже если эти процессы приводят к образованию лишь нескольких процентов дополнительных молекул H?? во Вселенной, это может потребовать пересмотра моделей, используемых для изучения формирования звёзд.

Подробнее