Material of portal nuclear knowledge BelNET
article / document resource request "1598"
Новости DESY - Космическая химия в лаборатории На сайте немецкого исследовательского центра DESY (DEUTSCHES ELEKTRONEN-SYNCHROTRON) опубликована статья "Cosmic chemistry in the lab" - "Космическая химия в лаборатории".
Речь идет о проведенном исследовании аналогов суровых условий межзвездного пространства.
С помощью лазера на свободных электронах FLASH, находящегося в DESY, ученые воссоздали некоторые суровые условия межзвездного пространства в лаборатории и проанализировали реакцию астрохимических молекул на эти условия. Результаты показывают комплексную картину динамики полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) под воздействием экстремального ультрафиолетового излучения в вакууме, напоминающем космическую среду между звездами нашей галактики Млечный Путь. Полученные результаты способствуют пониманию органической химии в космосе. Органическая химия – это реакции, составы и свойства молекул, содержащих углерод. Это особенно важно для химии жизни. ПАУ представляют собой важную группу органических соединений, состоящих из углерода и водорода. Полициклические ароматические углеводороды встречаются почти в каждом уголке Вселенной, на их долю приходится до 20 процентов всего углерода в космосе. Эти молекулы играют важную роль в межзвездной химии, обеспечивая реакционные поверхности, объединяясь в более крупные виды, такие как фуллерены, и фрагментируясь на строительные блоки для других органических молекул, среди прочего. Работа направлена на понимание динамики реакции ПАУ после взаимодействия с ионизирующим излучением, обнаруженным в межзвездном пространстве». Ученые исследовали реакцию трех небольших ПАУ флуорена, фенантрена и пирена на крайнее ультрафиолетовое (XUV) излучение лазера на свободных электронах FLASH. Вспышки XUV были настроены на длину волны 30,3 нанометра, что соответствует важной линии излучения гелия в межзвездном пространстве. Ультрафиолетовые фотоны могут выбить до трех электронов из молекулы ПАУ, что приводит к сильно ионизированному состоянию. Итак, удалось распутать сложную динамику фрагментации и ионизации молекул. Анализ показывает, что все исследованные ПАУ чрезвычайно быстро реагируют на поглощение высокоэнергетического излучения, перераспределяя энергию в движение атомов менее чем за пикосекунду. Это называется релаксацией. Современные теоретические расчеты предсказывают релаксацию в том же временном масштабе. Согласно полученным данным, дважды ионизированные молекулы ПАУ — так называемые дикатионы, в которых два электрона были выбиты из молекулы фотоном XUV, — разделяются на два фрагмента, каждый из которых несет один электрический заряд (поэтому они называются монокатионами). Дикатионы предпочитают фрагментацию на два монокатиона, сопровождающейся нейтральной потерей двух атомов углерода. Это отражает предполагаемый механизм создания ПАУ, когда молекулы ацетилена соединяются друг с другом последовательно. Результаты показывают, что сверхбыстрая релаксация может быть распространена среди полициклических ароматических углеводородов. Дальнейшие эксперименты с новым набором ПАУ должны подтвердить это наблюдение. Эти эксперименты дают ценную информацию о взаимодействии этих распространенных молекул ПАУ с межзвездным излучением, выявляя продукты, которые будут образовываться в космосе. Эти ионы и фрагменты образуют строительные блоки для дальнейших молекул, формируя органическую химию космоса. Дальнейшие подробности см. здесь. Ссылка на оригинальную статью, находящуюся в свободном доступе: Time-Resolved Relaxation and Fragmentation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Investigated in the Ultrafast XUV-IR Regime; J. W. L. Lee, D. S. Tikhonov, et al.; Nature Communications, 2021; DOI: 10.1038/s41467-021-26193-z. Download:
|
Sign In
