Читать «Компьютерра PDA 29.05.2010-04.06.2010» онлайн - страница 33

Изучением возникновения и эволюции межзвёздных молекул занимается астрохимия. Приставка "астро" не означает, что речь идёт о какой-то другой, неземной химии. Она лишь подчёркивает, что при исследовании межзвёздных химических реакций приходится сталкиваться с условиями, которые на Земле не встречаются.

До конца 1930-х годов считалось, что у астрохимии (тогда, собственно, и термина-то такого не существовало) отсутствует предмет изучения. Ибо какие могут быть молекулы в "безвоздушном пространстве?"

Первым указанием на то, что химию необходимо распространить в космос, стали наблюдения звёздных спектров. У молекул, как и у атомов, есть электронные оболочки с энергетическими уровнями. При переходе электронов с уровня на уровень поглощаются или излучаются фотоны определённой частоты - возникают спектральные линии, специфические для данной молекулы. Если в спектре звезды мы видим линии определённой молекулы, значит, где-то на луче зрения между наблюдателем и звездой есть эта молекула. (Имеются чёткие признаки, по которым можно отличить спектральную линию, образовавшуюся в межзвёздном пространстве, от линии, которая родилась на самой звезде.)

Однако по таким линиям можно находить лишь молекулы, попавшие на луч зрения перед далёкими звёздами. Сами по себе молекулы из межзвёздной среды в электронных переходах практически не излучают. К счастью, у молекул, в отличие от атомов, есть энергетические уровни, связанные не с движением электронов, а с движением (колебаниями) атомов в молекуле и с вращением молекулы как целого. Почему к счастью? Потому что энергетика переходов между различными колебательными или вращательными состояниями существенно более низка, чем энергетика электронных переходов, и газ светится, даже если его температура исчисляется всего единицами кельвинов. Правда, фотоны, рождающиеся при переходе из одного колебательного состояния в другое, попадают в дальнюю, инфракрасную область спектра, а линии, возникающие при переходе из одного вращательного состояния в другое, и вовсе приходятся на радиодиапазон.

По этой причине обнаружить собственное излучение межзвёздных молекул удалось лишь после появления радиотелескопов. Первой молекулой, обнаруженной по собственному излучению, стал гидроксил (ОН). Затем последовали аммиак, вода... И теперь по спектральным радиолиниям зафиксировано наличие в межзвёздном (иногда околозвёздном) пространстве примерно полутора сотен видов молекул - от двухатомных до 13-атомных.