Вековая загадка диффузных межзвёздных полос

Тысячи лет люди смотрели в небо, и всегда находили там нечто такое, что никак не могли объяснить. Так, собственно, зародилась и развилась астрономия. Однако лишь немногие из этих загадок оставались нерешёнными в течение сотни лет. И практически все они были сложнее, чем, если выразить это обобщённо, — «А на что это я сейчас смотрю? Загадка».

Диффузные межзвёздные полосы
Диффузные межзвёздные полосы

Диффузные межзвёздные полосы, как понятно по названию, никак нельзя отнести к этой категории. Это спектральные последовательности, фиксируемые в космическом пространстве, которые невозможно соотнести ни с одним известным атомом или молекулой. Их сотни, и учёные пытаются понять, что они обозначают, уже около столетия. Одна из таких полос была идентифицирована в 2015 году, после нескольких десятков лет кропотливой работы. Молекула, которая могла выдать такую последовательность, оказалась, мягко говоря, необычной — углерод, похожа на футбольный мяч, шестьдесят атомов.

История открытия

Диффузные межзвёздные полосы (Diffuse interstellar bands, DIB) были открыты в 1919 году женщиной-астрономом по имени Мэри Леа Гегер. Она изучала далёкие звёзды, анализируя фотографические снимки их спектра — то есть распределение света по длинам волн. Разные молекулы поглощают и излучают разные типы света, поэтому цветовые последовательности на снимках обычно говорят учёным о том, из чего состоит тот или иной объект.

Однажды Гегер обратила внимание на паттерны, которые ей раньше не попадались. Она долго ломала голову, каким молекулам они могли принадлежать, но ответа так и не нашла. Их светопоглощение на снимках выглядело как расплывчатые разрывы. Или, говоря более научным языком, диффузные полосы. Именно поэтому они и получили своё название.

Следует отметить, что астрономы замечали необычные спектральные последовательности и до Гегер. В 1868 году обнаружение такой «странной» полосы в атмосфере Солнца привело к открытию гелия. Это наука – новое и интересное поджидает здесь на каждом шагу. Надо просто увидеть это и понять.

Самым странным в случае с DIB было то, что произошло потом. Потому что не произошло НИЧЕГО. Абсолютно. Учёные не смогли найти на Земле ни одного соответствующего им атома или молекулы. До сих пор. Загадка природы. По крайней мере, это касается тех полос, которые увидела Мэри Леа Гегер. Мало того — за последующее столетие астрономы обнаружили почти 500 других DIB. И до апреля 2015 года ни одна из них не была распознана и объяснена.

Бакиболы

В том достопамятном году группа исследователей-физиков проводила эксперименты с экзотической молекулой, которая называется бакминстерфуллерен. Чтобы не выговаривать это снова и снова, рискуя сломать язык или вывернуть его, учёные договорились именовать её «бакибол» (от «бак» — первые три буквы названия, и «бол» — шарик, мяч). Бакиболы были обнаружены в 80-х годах прошлого века в ходе лабораторных экспериментов, симулировавших истечение газов с богатых углеродом звёзд. Они состоят из 60 связанных друг с другом атомов углерода и поразительно напоминают футбольные мячи. Это был настоящий прорыв, и в 1996 году он был отмечен Нобелевской премией по химии.

Бакминстерфуллерен
Бакминстерфуллерен

В ходе экспериментов 2015 года газ, состоящий из бакиболов, охлаждался практически до абсолютного нуля в условиях сверхнизкого давления. То есть имитировалась среда глубокого космоса. Именно в этот момент бакиболы выдали спектр излучения, который был обнаружен у одной из диффузных межзвёздных полос в 1994 году. Что, конечно же, было потрясающе и удивительно, причём одновременно. Это значило, что мы, наконец, получили хоть какой-то ответ на загадку этих последовательностей.

Фуллерен
Фуллерен

Учёные считают, что такие молекулы могут образовываться в атмосфере богатых углеродом звёзд. После этого они выносятся в космос как составная часть солнечного ветра и остаются там на миллионы лет. Когда этот газ оказывается между нами и какой-либо звездой, он с помощью её света показывает свой отпечаток в пространстве космоса в виде тех самых DIB.

Читайте так же:  Самые большие загадки космоса по состоянию на сегодня

Туманные перспективы

Что насчёт всех остальных диффузных межзвёздных полос? Учёные продолжают активно исследовать молекулы, содержащие углерод, пытаясь повторить успех трёхлетней давности. Углерод формирует четыре устойчивых вида химических связей, что делает его рекордсменом по количеству молекул, которое он способен образовать в природе. И пока эта работа выглядит наиболее перспективно с точки зрения достижения положительного результата. Сегодня считается, что кроме бакиболов некоторые DIB могут оставляться другими фуллеренами — крупными сферическими молекулами углерода. Такие сложные микрочастицы могут отличаться друг от друга лишь незначительными деталями, но при этом каждая из них будет создавать собственную DIB.

Какая-то часть этих последовательностей может генерироваться другим классом крупных молекул углерода — полициклическими ароматическими углеводородами. Это сетевидные соединения углерода и водорода, которые, как уже известно астрономам, весьма распространены во Вселенной. Однако этот очевидный упор на углеродные соединения вовсе не означает, что учёным легко удастся найти новые совпадения с известными им DIB. К сожалению, это, скорее всего, будет очень медленный процесс. Ведь, помимо всего прочего, химикам и физикам придётся воссоздать в лабораторных условиях условия глубокого космоса. Этот процесс труден и отличается некоторыми нюансами для каждого химического соединения. Вдобавок ко всему, количество молекул, являющихся потенциальными кандидатами на подобную проверку, практически бесконечно, что, наверное, не лучший из сценариев, когда вы пытаетесь искать случайные совпадения.

Сегодня всё указывает на то, что астрономы будут находить новые DIB чаще, чем лабораторные учёные объяснять их. Тем не менее, во всём этом есть что-то грандиозное. Кого-то это испугает, кого-то впечатлит — всё зависит от душевной организации. Каждая новая диффузная межзвёздная полоса — это указание на то, что где-то там, в далёком космосе, находится вещество, которое мы ещё не понимаем и не представляем. Как к этому относиться, каждый пусть решает самостоятельно.

 

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector