H3⁺: Ключ к звездам и космосу

Тривозодород (H3⁺) известен как молекула, которая 'создала Вселенную' из-за своей роли в формировании звезд и межзвездных химических реакциях. Ученые из Мичиганского университета раскрыли новые детали о том, как эта молекула образуется, используя инновационные методы исследования.

Американские ученые из Мичиганского университета сделали важное открытие, связанное с триводородом (H3⁺) — молекулой, которую называют «создавшей Вселенную». Эта молекула играет ключевую роль в образовании звезд и межзвездных химических реакциях, а также присутствует в атмосферах газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Communications (NatComms).

H3⁺ — ионизированная молекула водорода, которая участвует в формировании звезд и сложных органических молекул в космосе. Хотя основной путь ее образования известен (столкновение молекулы водорода H2 с ее ионизированным аналогом H2⁺), ученые ищут другие источники этой молекулы, чтобы лучше понять ее распространенность во Вселенной.

Для изучения механизмов образования H3⁺ учёные использовали сверхбыструю лазерную спектроскопию и передовые методы вычислительной химии. Это позволило им не только наблюдать процесс в реальном времени, но и создавать компьютерные модели, демонстрирующие, как образуется H3⁺.

Исследователи уточнили, как H3⁺ образуется в метилгалогенах и псевдогалогенах — соединениях, которые могут подвергаться двойной ионизации (потере двух электронов). Они обнаружили, что в таких молекулах H3⁺ образуется через уникальный механизм, названный «блуждающим». После двойной ионизации молекула не сразу распадается, как можно было бы ожидать. Вместо этого из нее высвобождается нейтральный водород (H2), который «блуждает» по молекуле, пока не захватывает дополнительный протон, образуя H3⁺.

Команда разработала набор факторов, которые позволяют предсказать, какие молекулы могут образовывать H3⁺ через двойную ионизацию. Эти данные помогут ученым искать новые источники H3⁺ в космосе, например, в молекулярных облаках, где могут происходить аналогичные процессы.

Дальнейшее исследование показало, что этот механизм образования H3⁺ может быть значительно более распространенным, чем предполагалось ранее. Это открывает новые перспективы для изучения астрохимических процессов, особенно в условиях, где присутствует интенсивное излучение, способствующее ионизации.

Также ученые обнаружили, что H3⁺ играет важную роль в регулировании температуры межзвездного газа, так как эта молекула эффективно излучает энергию при переходах между различными уровнями энергии. Это может влиять на динамику образования звезд и на процессы в протопланетных дисках.

Результаты исследования имеют потенциальное применение в разработке новых методов спектроскопии для наблюдения за дальним космосом, где H3⁺ может служить индикатором различных физических и химических условий.

Что я знаю о статье на сегодняшний день:

• Исследование касается молекулы H3⁺, ключевой в астрохимии.
• Мичиганский университет использовал сверхбыструю лазерную спектроскопию и вычислительную химию.
• Обнаружен новый механизм образования H3⁺, названный "блуждающим".
• Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
• H3⁺ может влиять на температуру межзвездного газа и процессы образования звезд.