Исследователи смогли воспроизвести появление метана в молекулярных межзвездных облаках

Исследователи смогли воспроизвести появление метана в молекулярных межзвездных облаках

Ученые, представляющие Лабораторию астрофизики Лейденской обсерватории, смогли впервые воспроизвести зарождение метана в условиях идентичных космическому пространству. Нидерландская команда ученых с помощью научного эксперимента подтвердила, что этот простейший по составу предельный углеводород способен образоваться в Космосе на частичках ледяной пыли. Результаты такого эксперимента были опубликованы в научном издании «Nature Astronomy».

 

Гипотеза о таком способе появления метана существует в научном мире уже очень давно, но до сих пор ни один исследователь не мог найти доказательства. Сложности упирались в проблематичность создания условий, схожих с космическим пространством. Что дает человечеству такое открытие? Обсудим это более подробно в этой статье.

 

Особенности метана в Космосе

 

Человечество под понятием «метан» понимает основное соединение природного газа, то есть самый простой углеводород. В составе такого вещества представлены четыре атома водорода и один углерода – CH4. На нашей планете этот компонент в большинстве случаев представлен в виде горючего газа, которым он становится в результате разложения органических материалов. 

 

В космическом пространстве метан представлен в виде льда, жидкости и газа. К примеру, Уран и Нептун кроме гелия и водорода, также содержат простой углеводород в газообразном виде. Титан (спутник Сатурна) отличается уникальными дождями из сжиженного метана. Ученые считают, что за пределами нашей Солнечной системы метановый лед является самым распространенным видом льда в межзвездном пространстве Космоса.

 

Астрономы полагают, что в космическом пространстве появление этого соединения базируется на образование СН с дальнейшим присоединением атомов водорода до необходимого количества. Такой процесс проходит очень медленно, особенно это характерно для газовых фаз. Исследователи из Нидерланд считают, что ледяные пылинки способствуют ускорению формирования метана в виде газа. Например, зерна пыли способны обеспечить необходимое притяжение для атомов, тем самым гарантируя их «встречу» друг с другом в космическом пространстве.

 

Такие компоненты, как ледяные пылинки, также способны поглощать энергию, которая образовывается в результате химической реакции. Если бы этого не происходило, то, вполне очевидно, молекула метана могла уничтожиться. Но это все теоретическая сторона вопроса, а как дела обстоят на практике?

 

Появление молекул в космическом пространстве

 

Исследователи, представляющие Лабораторию астрофизики Лейденской обсерватории, смогли добиться образование этого простого углеводорода в результате уникального эксперимента. Ученые создали специальные условия, которые схожи с Космосом, а для появления молекулы метана они позволили водороду сталкиваться с углеродом на ледяной поверхности при довольно низких температурных показателях: -263 градусов Цельсия. Для соответствия космическому пространству был представлена среда со сверхвысоким вакуумом.

 

Аналогичным образом нидерландские ученые создавали воду и аммиак, но химические реакции, в которых принимали участия атомы углерода, показались самыми непростыми. Ведущий научный работник проекта Данна Касим считает, что атомы углерода довольно «липкие», по этой причине сложно образовать соединение чистых компонентов и контролировать их. Для достижения успешного результата исследователям пришлось корректировать условия проведения эксперимента.

Такой подход предоставил возможность определить, каким образом и с какой эффективностью образовывается метан через реакцию атомов водорода и углерода. Ученые смогли понять, что формирование простого углеводорода происходит лучше, если в среде представлено большое содержание воды. Такое предположение полностью отвечает астрономическим наблюдениям, так как водяной и метановый лед в космическом пространстве зарождаются одновременно. Такой эксперимент позволил исследователям определить, что метан на Нептуне и Уране появился задолго до образования Солнечной системы.

Источник: mks-onlain.ru