Как органические молекулы выживают в экстремальных условиях космоса

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) обнаружены в межзвёздных облаках. Автор: JWST/NASA

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) позволил учёным по-новому взглянуть на глубины межзвёздного пространства. Международная команда исследователей изучила, как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) — ключевые органические молекулы космической химии — выживают в экстремальных условиях космоса.

ПАУ обнаруживаются в холодных молекулярных облаках, где они подвергаются постоянной бомбардировке высокоэнергетическим ультрафиолетовым излучением и космическими лучами. Несмотря на это, молекулы остаются целыми благодаря необычному механизму выживания.

Новое исследование, опубликованное в Physical Review Letters, показывает, что закрытооболочечные ПАУ (например, инденильный катион) рассеивают избыточную энергию через рекуррентную флуоресценцию и инфракрасное излучение. Этот механизм позволяет им сопротивляться разрушению эффективнее, чем считалось ранее.

ПАУ содержат до 10-25% углерода в галактике — элемента, необходимого для возникновения жизни. Их уникальные инфракрасные сигнатуры обнаруживаются с помощью радио- и инфракрасной астрономии.

Радиационное охлаждение возбуждённого [In−H]⁺. Автор: Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.228002

Учёные исследовали инденильный катион (C₉H₇⁺) в условиях, имитирующих межзвёздную среду (~13 К). Оказалось, что молекулы эффективно охлаждаются за счёт комбинации ИК-излучения и рекуррентной флуоресценции, даже при энергиях, значительно превышающих порог диссоциации.

Это открытие объясняет, почему закрытооболочечные ПАУ более распространены в космосе, чем ожидалось, что важно для понимания межзвёздной химии.

Дополнительная информация: James N. Bull et al, Radiative Stabilization of the Indenyl Cation: Recurrent Fluorescence in a Closed-Shell Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.228002