Природу загадочных хим реакций в космосе объяснили при помощи квантовой механики

Но в космосе условия совсем остальные, ежели в лаборатории: температура чрезвычайно низкая, уровень радиации чрезвычайно высочайший и т.д.. По идее, при низкой температуре все реакции должны сходить на нет, так как энергии, нужной для конфигурации хим структур, недостаточно. И всё же, они происходят. Ранее учёные считали, что катализатором в данном процессе выступают песчинки, «обитающие» в облаках межзвёздного газа, но сейчас возникла новенькая гипотеза.

Предполагалось, что эти самые песчинки выступают кое-чем вроде военного лагеря для молекул, которые собираются на их твёрдой поверхности до того как вступить в реакцию. Но в 2012 году в молекулярном облаке Персея (приблизительно 600 световых лет от Земли) была найдена реакционно-способная молекула метоксильного радикала (метокси-радикала), которая никак не могла сформироваться вышеописанным методом.

Лабораторные опыты проявили, что при действии радиации на ледяную метаноловую консистенция, метокси-радикалы не высвобождались совместно с газовыми испарениями. Как выяснилось, в хим реакции были задействованы не процессы, протекающие на поверхности космических песчинок, а действие метанолового газа на создание метокси-радикалов. В таком случае встаёт вопросец: как реагируют газы при таковых низких температурах?

«Ответ мы найдём в квантовой механике», - заявил ведущий создатель исследования Дуэйн Хёрд (Dwayne Heard), глава Школы химии при институте Лидса.

«При низких температурах хим реакции протекают медлительнее, так как в запасе есть еще меньше энергии для преодоления так именуемого реакционного барьера. Но согласно квантовой механике, можно перескочить через этот барьер, не преодолевая его. Это именуется туннельный эффект», - объясняет учёный.

Чтоб имел место туннельный эффект, нужны чрезвычайно низкие температуры, которые наблюдаются в межзвёздном пространстве и атмосферах неких далёких от звёзд небесных тел - например, Титана, наикрупнейшго естественного спутника Сатурна. «Мы считаем, что промежный продукт реакции появляется на её первых стадиях протекания. Он сохраняется в течение чрезвычайно недлинного периода времени, достаточного только для туннельного эффекта при очень низких температурах», - говорит Хёрд.

Чтоб подтвердить свою гипотезу о квантовой природе космических хим реакций, исследователи провели лабораторный опыт. Они воссоздали температуру межзвёздного места, которая составляет 210 градусов по Цельсию ниже нуля. При данной нам температуре они спровоцировали реакцию меж спиртом метанолом и гидроксильным радикалом. Итог опыта удивил химиков: реакция меж этими газами не только лишь произвела метокси-радикалы, да и произошла в 50 раз скорее при -210 градусах по Цельсию, чем при комнатной температуре.

Чтоб достичь таковых результатов, исследователям нужно было сделать принципиально новейшую экспериментальную установку. «Дело в том, что газы конденсируются сразу опосля того, как соприкасается с прохладной поверхностью. Потому мы сделали коллимированные потоки газа, которые вступают в реакцию, не соприкасаясь с поверхностью. Эту технологию мы подсмотрели в ракетах-носителях “Сатурн-5”», - ведает Робин Шеннон (Robin Shannon), ответственный за проведение тестов.

Данное исследование является еще одним доказательством того, что космическое место есть собственного рода квантово-механическая лаборатория. Все хим опыты, проведённые на Земле, демонстрировали, что чем ниже температура, тем медлительнее протекает реакция, но в космосе всё оказалось с точностью до напротив. Это значит, что природу космического места навряд ли верно будет обрисовывать при помощи обычных нам законов химии и физики. Следует учить его раздельно.

Хёрд и его коллеги уже сказали о результатах собственного исследования в журнальчике Nature Chemistry, где не так давно вышла их научная статья.

Сейчас в том же составе команда химиков занимается исследованием реакций меж иными спиртами при низких температурах. «Если результаты наших дальнейших тестов покажут похожую быстроту реакции, что и в 1-ый раз, это будет означать, что учёные очень недооценивали скорость образования комплексных молекул, таковых как молекулы спирта, в космическом пространстве», - заключает Хёрд.





Лаборатория по новеньким способам химии для биомедицины открылась в МФТИ

На снимках с Марса отыскали закаменевшую ящерицу, белку и унитаз