Переворот в астрохимии: найдены новые источники H3+ – «молекулы, создавшей Вселенную»
Группа астрохимиков из Университета штата Мичиган (MSU) обнаружила альтернативный механизм образования иона H3+, известного как «молекула, создавшая Вселенную». Вопреки устоявшейся теории, этот процесс не требует прямого столкновения двух ионизированных молекул водорода, а запускается в сложных органических соединениях под воздействием мощного лазерного излучения. Результаты, опубликованные в Nature Communications, заставляют пересмотреть модели звездообразования и химической эволюции межзвездной среды.
«Блуждающий» протон: как органика порождает космическую молекулу
Исследователи подвергали двойной ионизации метилгалогены и псевдогалогены — органические молекулы, содержащие галогены (фтор, хлор, бром). Вместо ожидаемого кулоновского взрыва (распада на заряженные фрагменты) ученые зафиксировали аномалию: из возбужденной молекулы вылетала нейтральная молекула H2. Она не покидала систему, а начинала «блуждать» вокруг ионного остова, пока не захватывала свободный протон, образуя H3+. Этот сценарий профессор Петр Пекух сравнивает с мячом, который вместо отскока от стены проходит сквозь нее и начинает хаотично летать по комнате.
Почему это открытие меняет астрохимию
Ранее считалось, что главный и практически единственный путь синтеза H3+ — реакция H2 + H2+. Открытие «блуждающего механизма» (roaming mechanism) показывает, что триводород может эффективно образовываться в холодных молекулярных облаках, богатых органикой. Ученые не только описали сам феномен, но и выявили факторы, определяющие его вероятность. Это дает астрономам инструмент для поиска новых «фабрик» H3+ в космосе.
Долгое время астрохимики не могли объяснить избыток H3+ в некоторых регионах межзвездной среды. Стандартные модели давали заниженные значения. Открытие альтернативного пути синтеза, особенно в областях, где распространены метилсодержащие соединения, закрывает эту брешь в теории. Понимание механизмов образования триводорода напрямую влияет на модели формирования звезд: именно H3+ запускает каскад реакций, ведущих к охлаждению и коллапсу газовых облаков.
