Астрофизики из Йенского университета (Германия) доказывают, что частицы пыли в космосе смешаны со льдом
Вещество между звездами в галактике, называемое межзвездной средой, состоит не только из газа, но и из большого количества пыли. В какой-то момент звезды и планеты возникли в такой среде, потому что частицы пыли могут слипаться и сливаться в небесные тела. На этих частицах также происходят важные химические процессы, из которых возникают сложные органические - возможно, даже пребиотические - молекулы. Однако для того, чтобы эти процессы были возможны, необходима вода. В особенно холодных космических средах вода присутствует в форме льда. Однако до сих пор связь между льдом и пылью в этих областях космоса была неясной. Группа исследователей из Йенского университета имени Фридриха Шиллера и Института астрономии Макса Планка доказала, что частицы пыли и лед перемешаны. Они сообщают о своих выводах в текущем выпуске исследовательского журнала Nature Astronomy.
Лучшее моделирование физико-химических процессов в космосе
«До сих пор мы не знали, физически ли лед отделен от пыли или смешан с отдельными частями пыли», - объясняет доктор Алексей Потапов из Йенского университета. «Мы сравнили спектры силикатов, водяного льда и их смесей лабораторного производства с астрономическими спектрами протозвездных оболочек и протопланетных дисков. Мы установили, что спектры конгруэнтны, если силикатная пыль и водяной лед смешиваются в этих средах ». Астрофизики могут получить ценную информацию из этих данных. «Нам нужно понимать различные физические условия в разных астрономических средах, чтобы улучшить моделирование физико-химических процессов в космосе», - говорит Потапов. Этот результат позволит исследователям лучше оценить количество материала и сделать более точные утверждения о температурах в различных регионах межзвездной и околозвездной среды.
Вода и правда находится в пыли
Путем экспериментов и сравнений ученые из Йенского университета также наблюдали, что происходит с водой, когда температура повышается, и лед покидает твердое тело, с которым он связан, и переходит в газовую фазу при температуре около 180 Кельвина (-93 градуса Цельсия). «Некоторые молекулы воды настолько прочно связаны с силикатом, что остаются на поверхности или внутри частиц пыли», - говорит Потапов. «Мы подозреваем, что такая« задержанная вода »также существует на или в частицах пыли в космосе. По крайней мере, это то, что предполагает сравнение между спектрами, полученными в лабораторных экспериментах, и спектрами в так называемой диффузной межзвездной среде. Мы обнаружили явные признаки того, что там существуют захваченные молекулы воды ». Существование такой твердой воды предполагает, что сложные молекулы также могут присутствовать на частицах пыли в диффузной межзвездной среде. Если вода присутствует на таких частицах, то, например, это не очень долгий путь до сложных органических молекул. Это связано с тем, что частицы пыли обычно состоят, среди прочего, из углерода, который в сочетании с водой и под воздействием ультрафиолетового излучения, такого как окружающее, способствует, например, образованию метанола. Органические соединения уже наблюдались в этих областях межзвездной среды, но до сих пор не было известно, откуда они произошли. Присутствие воды в твердом состоянии также может ответить на вопросы о другом элементе: хотя мы знаем количество кислорода в межзвездной среде, ранее у нас не было информации о том, где именно находится примерно треть этого элемента. Новые результаты исследований предполагают, что вода в твердом состоянии в силикатах представляет собой скрытый резервуар кислорода.
Помогает ли твердотельная вода формированию планет?
Кроме того, «захваченная вода» может помочь понять, как накапливается пыль, так как она может способствовать слипанию более мелких частиц с образованием более крупных частиц. Этот эффект может работать даже при формировании планет. «Если нам удастся доказать, что« захваченная вода »существует - или может существовать - в строительных блоках Земли, возможно, даже появятся новые ответы на вопрос о том, как вода попала на Землю», - говорит Алексей Потапов. Но пока это только предположения, которые исследователи Йены хотят развивать в будущем.
***
Фотографии взяты из открытых источников, с сервиса Яндекс.Картинки
Подписывайся на канал. Впереди много интересной информации.