Джерелом загадкового інфрачервоного світла можуть бути космічні баксиболи

Можливо, вчені щойно виявили джерело загадкового інфрачервоного світіння, що походить від зірок та міжзоряних пилогазових хмар.

Ці смуги невідомого інфрачервоного випромінювання (UIE) турбували вчених протягом десятиліть; відповідно до нової теоретичної роботи, принаймні деякі з цих смуг можуть бути вироблені високоіонізованим бакмінстерфулереном, більш відомим як баксибол.

Спочатку було теоретично доведено, що фулерен — вуглець 60 — може виживати при дуже високих рівнях іонізації. Тепер, у напрочуд складних дослідженнях у галузі квантової хімії показано, що сигнатури інфрачервоного випромінювання таких видів відмінно збігаються з деякими з найвидатніших відомих особливостей невідомого інфрачервоного випромінювання.

Бакмінстерфуллерен (C60) - це молекула, що складається з 60 атомів вуглецю, розташованих у формі футбольного м'яча. Тут, Землі, його можна знайти у сажі — вуглецевому залишку після спалювання органічних речовин.

У космосі молекула була позитивно виявлена лише нещодавно: у 2010 році її знайшли в туманності, у 2012 році – у газі навколо зірки, а у 2019 році – у щільному газі, який дрейфує у "порожньому" просторі між зорями.

Неясно, як саме баксиболи потрапляють туди, хоча останні дослідження показують, що вони (як і багато інших речей) утворюються в зорях під час їхньої смерті. Однак відколи вони там опинилися, вчені з цікавістю вивчають їх властивості і те, що може статися з ними у великому Всесвіті.

Раніше вчені, показали, що баксиболи можуть приймати на себе досить сильні удари в суворих умовах космосу.

Зокрема, вони можуть стати високоіонізованими – процес додавання чи видалення електронів. До 26 електронів може бути віднято з баксибола, перш ніж він зруйнується.

В минулих дослідженнях не розглядалося питання про те, як такий рівень іонізації може вплинути на світло, що випромінюється баксиболами.

У новій роботі дослідники провели серію квантово-хімічних розрахунків, щоб визначити довжини хвиль, у яких можуть бути помітні ці молекули.

Потім вчені порівняли отримані результати з даними інфрачервоних спостережень шести об'єктів, включаючи зорі та туманності. Результати, за словами дослідників, цікаві та провокативні.

Команда виявила, що іонізовані баксиболи, ймовірно, випромінюють світло в середньому інфрачервоному діапазоні на деяких ключових довжинах хвиль, пов'язаних з UIE — 11,21, 16,40 та 20-21 мікрометрів.

Що ще важливіше, випромінювання баксиболів з 1-6 видаленими електронами можна легко відрізнити від інфрачервоного випромінювання іншого типу молекул вуглецю, поліциклічних ароматичних вуглеводнів, або ПАУ, які пов'язані зі смугою 6,2 мікрометра.

Оскільки ПАУ є ще одним кандидатом на перенесення UIE, це означає, що баксиболи не тільки є сильним кандидатом, але й можуть легко відрізнятися від інших потенційних переносників.

Команда вважає, що це дослідження дає вагомі підстави для майбутніх спостережень у середньому інфрачервоному діапазоні довжин хвиль, щоб допомогти відстежити та ідентифікувати UIE, пов'язані з іонізованим бакмінстерфулереном.

Дослідники кажуть, у цій першій роботі вони теоретично показали, що високоіонізовані фулерени можуть існувати та виживати в суворому та хаотичному середовищі космосу.

Дослідження було опубліковано у журналі The Astrophysical Journal.

Російською мовою

Також вчені змоделювали смерть зірок, щоб з'ясувати, як утворюються ці сполуки - докладніше.