Читать «Цифровой журнал «Компьютерра» № 94» онлайн - страница 45

Ароматическими эти молекулы называются недаром: многие из них обладают характерным запахом. За примером далеко ходить не надо: сам бензол, если верить учебникам, обладает сладковатым запахом (мне как-то не довелось проверить). Но вот простейшая молекула ПАУ, состоящая из двух колец бензола, называется «нафталин», и с ней наверняка встречаться приходится чаще, чем с бензолом.

Вообще на Земле молекулы ПАУ и родственные им соединения — не редкость. Они входят в состав нефти (и нефтепродуктов), дёгтя, сажи, образуются при горении практически любого углеродного топлива, например бензина.

На Земле с её богатой биологической и небиологической историей такое изобилие ароматических (и прочих) углеводородов вполне объяснимо. Но откуда они берутся в межзвёздном пространстве, практически в пустоте? Ведь концентрация частиц в плотных межзвёздных облаках существенно (на многие порядки) меньше, чем в лучших вакуумных камерах. Тем не менее молекул, точнее, макромолекул ПАУ (по несколько десятков атомов углерода в каждой), в космосе довольно много. В нашей Галактике в них связано несколько процентов вообще всех атомов углерода. Ещё примерно столько же связано, по-видимому, в более крупные частицы — кластеры, состоящие из нескольких «слипшихся» макромолекул ПАУ.

Сейчас основным поставщиком ароматических углеводородов в межзвёздную среду считаются старые звёзды-гиганты умеренных масс (несколько масс Солнца). В финале эволюции такая звезда сильно расширяется, в результате чего её атмосфера остывает, но сохраняет относительно высокую плотность — подходящие условия для образования ПАУ и сажи, о чём мы хорошо знаем по местным исследованиям, в частности по двигателям внутреннего сгорания. Правда, непосредственно увидеть излучение ПАУ в таких звёздах не удаётся: чтобы они светились, мало того, чтобы они были, нужно ещё посветить на них ультрафиолетом, а его-то как раз в спектрах старых звёзд и нет. Но инфракрасные полосы ПАУ хорошо видны на более позднем этапе, когда оболочку (постепенно превращающуюся в планетарную туманность) начинает подсвечивать УФ-излучение обнажившегося горячего ядра звезды (будущего белого карлика).

То есть с синтезом вроде как понимание есть. Дальше начинаются некоторые проблемы. Например, не совсем удаётся понять зависимость яркости свечения макромолекул ПАУ от интенсивности ультрафиолетовой засветки, точнее, наблюдаемое иногда отсутствие такой зависимости. Это может означать, что макромолекулы способны черпать энергию для высвечивания в ИК-диапазоне не только из внешнего излучения. Источником энергии могут быть, например, происходящие на «поверхностях» ПАУ химические реакции.

Нужно отметить, что химические реакции могут разогревать до свечения не только свободно летающие макромолекулы, но и оболочки из сложной органики на поверхностях обычных, «каменных» пылинок. Непосредственно мы такие оболочки мы наблюдать не можем, но видим следы их испарения, когда пылинки с органическими мантиями оказываются близко к горячей звезде. Вот тут-то в межзвёздном газе и появляются молекулы типа метанола, этанола, этиленгликоля и пр. Если это предположение верно, то считать инфракрасные полосы однозначным признаком наличия ПАУ уже нельзя.