Молекула, сотворившая Вселенную

У этой молекулы больше источников, чем мы думали.

Иногда водород ведет себя как заправский воришка, готовый обчистить ничего не подозревающие ионы. Катионы тригидрогена (трехатомные ионы водорода), или H₃+, нечасто встречаются в нашей повседневной жизни – возможно, вы даже не слышали о них до этого момента, но именно из-за них мы здесь и собрались. Этот своеобразный ион, вероятно, является важнейшим ингредиентом в формировании звёзд, а также катализатором химических реакций в межзвездном пространстве. Новые исследования открыли дополнительные пути образования тригидрогена.

Возьмём H₂, самую распространенную молекулу во Вселенной, столкнём её с ионизированным H₂+, и вуаля: получаем тригидроген. Это основной способ его получения, но не единственный. Иногда дважды ионизированная органическая молекула теряет два электрона после столкновения с космическими лучами или высокоэнергетическим светом. Этот путь образования был обнаружен в соединениях, известных как метилгалогены и псевдогалогены. Это говорит исследователям о том, что существует больше способов создания этого особенного иона, одного из самых распространённых во Вселенной.

“Водород – самый распространённый элемент во Вселенной, поэтому взаимодействие H₂ и H₂+ по-прежнему играет ключевую роль”, – говорит соавтор исследования профессор Маркос Дантус из Университета штата Мичиган. “Однако в этих диффузных молекулярных облаках так много органических молекул, что, возможно, значительная часть H₃+ всё ещё образуется в результате процессов, которые мы изучили”.

Межзвёздные облака полны интересных химических реакций, некоторые из которых привели к образованию молекул-предшественников, ставших строительными блоками жизни на Земле. Галогены и псевдогалогены могут легко дважды ионизироваться космическими лучами в этих межзвёздных облаках. Они окружены молекулярным водородом, который буквально “кружит” вокруг молекулы, готовый при удобном случае “украсть” ион водорода.

“Мы продемонстрировали, что водород не просто улетал. Он задерживался, иногда на довольно долгое время”, – добавил Дантус. “Что было очень необычно”.

“Это не совсем привычный взгляд на поведение дважды ионизированных молекул, это гораздо более сложный процесс”, – объяснил соавтор профессор Пётр Пецух, также из Университета штата Мичиган.

Такой процесс может быть ответственен за производство лишь небольшой доли тригидрогена во Вселенной, и если мы хотим понять, как возникает эта молекула, его нельзя сбрасывать со счетов.

“H₃+ – это маленькая молекула, которая, возможно, не так важна для нас на Земле, как вода или белки, но это молекула, которую мы действительно хотим понять с точки зрения ее распространенности во Вселенной; того, как она образуется, и скорости ее химических реакций”, – добавил Пецух. “Благодаря нашим открытиям, мы можем взаимодействовать с теми, кто ищет источники H₃+ и молекулы, которые могут его образовывать”.

Статья опубликована в журнале Nature Communications.