В Космосе нашли молекулы водорода

Сотрудники Института радиоастрономии им. Макса Планка (Германия), Технического университета Чалмерса и Стокгольмского университета (Швеция) обнаружили перекись водорода НООН при наблюдении облаков газа и пыли, расположенных рядом с двойной звездой ρ Змееносца, сообщает Компьюлента.

Работа исследователей опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics, а ее краткое изложение приведено в пресс-релизе Европейской южной обсерватории (ESO).

Ученые наблюдали туманность ρ Змееносца, удаленную от Земли на расстояние около 400 световых лет. Астрономы использовали телескоп APEX, который расположен в чилийских Андах на высоте около пяти тысяч метров. В спектре излучения холодного газа (его температура составляет около минус 250 градусов Цельсия) авторы обнаружили "провалы", вызванные присутствием в туманности молекул пероксида водорода (H₂O₂). Концентрация пероксида водорода в облаке составляет около одной молекулы H₂O₂ на десять миллиардов молекул водорода.

Ученые полагают, что молекулы пероксида водорода образуются на гранулах космической пыли из водорода и кислорода, а затем превращаются в молекулы воды. Исследование содержание пероксида водорода в межзвездном пространстве поможет астрономам лучше понять, как в космосе образуется H₂O - большая часть этого вещества формируется именно там, пишет Лента.ру.

Космическое происхождение земной воды, как и большинства других химических соединений, из которых состоит наша планета, вопросов ни у кого не вызывает - запасами монооксида дигидрогена, как ее за глаза величают химики, во всех его агрегатных состояниях наша Вселенная не обделена точно. В Солнечной системе вода входит в состав планет, их спутников и астероидов (притом оценки ее запасов все время увеличиваются), из водяного льда состоят кометы и, по всей видимости, мириады астероидов в поясе Койпера, сформированных из вещества протосолнечного газопылевого диска и захваченных из межзвездного пространства. Наконец, скопления молекул воды и гидроксидных радикалов обнаружены в облаках газа и пыли, дрейфующих в далеком космосе. Но вот происхождение самих вселенских вод объяснить, как оказалось, совсем не просто.

Водород и кислород входят в первую шестерку самых распространенных химических элементов во Вселенной. Из простого школьного эксперимента все прекрасно помнят, при каких условиях из соединения двух молекул водорода и молекулы кислорода получается вода (и большое количество энергии, так вдохновляющее апологетов водородной энергетики). Простым смешением молекул этих газов, даже при высокой концентрации водорода, желаемого окисления мы не добьемся, если не подстегнуть реакцию с помощью зажженной спички или проволоки, разогретой до 600 градусов.

В межзвездной среде водород, как и более редкий кислород, сконцентрирован в виде облаков разреженного, часто ионизованного и очень охлажденного газа, и, как бы ни был прост наш эксперимент, понятно, что гигантские количества воды продуцируются в космосе совсем не по школьному сценарию.

Ключевым маркером такого сценария и стало обнаружение одного из прекурсоров воды - пероксида водорода - в межзвездной среде.

Понять происхождение воды помогла космическая пыль - рассеянные в межзвездном пространстве частицы графита и кремния, рожденные в атмосферах звезд-гигантов. Диэлектрически заряженные частицы пыли конденсируют на своей поверхности молекулы межзвездных газов, играя роль микроскопических и все более усложняющихся, по мере химической эволюции галактик, химических реакторов. Мантии таких гранул могут содержать целые "букеты" химических соединений, и еще на рубеже 80-х годов прошлого века была сделано предположение, что молекулы воды могут формироваться в открытом космосе посредством поверхностной диффузии водородных атомов микрокристалликами кислорода, аггрегированными на частицах космической пыли.

Совсем недавно такой сценарий был подтвержден экспериментально в лабораториях хоккайдского Института низких температур. Японцы, обдувая водородом микрокристаллики кислорода, получили на выходе пять частей водяного льда и одну часть перекиси водорода в температурном диапазоне 10-40 К, то есть при обычных для газопылевых облаков температурах.

Теперь же, благодаря перекиси водорода, обнаруженной в области ρ Змееносца, гипотеза "водяной пыли" уверенно приобретает звание теории, находящейся в стадии опытной и наблюдательной проверки.

Означает ли это, что с открытием межзвездных облаков, насыщенных пероксидом водорода, мы получили единственно верное объяснение происхождения вселенских вод? Это было бы слишком просто.

Скорее, обнаружение перекиси водорода в Змееносце подтверждает некоторые позитивные ожидания, связанные с гипотезой "водяной пыли", делая ее пока что наиболее вероятной.

Для более уверенного понимания механизма образования H₂O в межзвездной среде, резюмируют авторы, сначала необходимо уточнить, сколько воды и молекулярного кислорода сосредоточено в Облаке Змееносца, чтобы проверить на крепость теорию "водяной пыли" не менее важными наблюдательными данными. И лишь потом, глядя в жаркий день на стакан с водой, уже решать, благодарить ли нам Вселенную за то, что она у нас такая "пыльная", пишет Газета.ру.