2021-01-08 11:26

Астрономы выяснили, где скрывается недостающее железо Вселенной

Нехватку железа в межзвездном газе объяснили образованием сложных соединений, которые до сих пор маскировали его от ученых.

Железо — один из самых распространенных элементов во Вселенной: по этому показателю оно находится сразу за пятеркой легких атомов водорода, гелия и так далее. Железо содержится и в недрах звезд, подобных Солнцу, и в ядрах планет, включая Землю. Достаточно часто оно должно встречаться и в составе межзвездного газа, однако наблюдения не позволяют его обнаружить. Предполагается, что заметные количества железа Вселенной могут существовать в пока неясной твердой форме, возможно, в соединениях с другими веществами.

Поиски этого «скрытого» железа провели астрономы из Университета штата Аризона во главе с профессором Пиларасетти Таракешваром (Pilarasetty Tarakeshwar). В статье, опубликованной в Astrophysical Journal, они сообщают об успешном обнаружении недостающего элемента: до сих пор он скрывался буквально под носом ученых, в виде необычных соединений с углеродом — «псевдокарбинов». Их спектры очень похожи на спектры обычных углеродных цепочек, которые во множестве появляются в астрономических наблюдениях. Похоже, часть из них стоит отнести именно к железу.

В самом деле, современные исследования космической пыли и метеоритов показывают, что в них довольно часто попадаются кластеры атомов железа. Таракешвар и его соавторы рассмотрели, как такие кластеры могут взаимодействовать с углеродными цепочками. Оказалось, при крайне низких температурах открытого космоса железные кластеры могут удерживать углеводородные молекулы разной длины, образуя необычные в земных условиях ассоциации — «псевдокарбины». Расчеты показали, что спектральные линии таких соединений почти неотличимы от обычных карбинов, не содержащих железа, так их что присутствие вполне могло оставаться незамеченным до сих пор: железо в форме «псевдокарбинов» успешно маскировалось от ученых.

Схема псевдокарбина: атомы железа показаны рыжим цветом, углерода — темно-серым, водорода — светло-серым / ©Tarakeshwar et al., 2019

Косвенно на это указывает еще одно обстоятельство, о котором пишут авторы статьи. Дело в том, что слишком длинные — 10 и более атомов — углеродные цепочки в условиях космоса нестабильны. Несмотря на это, их то и дело обнаруживают в межзвездной среде. Возможно, именно кластеры железа стабилизируют их структуру. В свою очередь, уже «псевдокарбины» с их длинными цепочками могут служить ресурсом для образования еще более сложных органических веществ, таких как фуллерены, которые также встречаются в открытом космосе и появление которых остается большой загадкой.

Источник: naked-science.ru

Вернуться к списку новостей