Ученые Екатеринбурга обнаружили закись азота в космосе

Исследователи из УрФУ нашли закись азота (N₂O) в ледяных оболочках вокруг протозвезд. Это соединение стало девятой молекулой, обнаруженной в межзвездных льдах, что знаменует собой значительный научный прорыв.

«Мы обнаружили закись азота во льдах в направлении 16 протозвезд из 50 проанализированных нами. Содержание N₂O в этих протозвездах варьируется в пределах от 0,2% до 2,1% относительно льда, состоящего из молекул СО. Обнаружение закиси азота в более чем десятке протозвезд означает, что эта молекула широко распространена в межзвездных льдах, а наша работа — первое уверенное обнаружение ледяного N₂O», — сообщила лаборант-исследователь научной лаборатории астрохимических исследований УрФУ Варвара Картеева.

В газовой фазе межзвездных облаков, где рождаются звезды и планеты, известно более 300 молекул. Однако в твердых ледяных мантиях, формирующихся при температуре около –263 °C, до сих пор было надежно идентифицировано лишь восемь. Закись азота стала девятой. Коллектив УрФУ также заявил о предварительном обнаружении изоциановой кислоты (HNCO).

Ученые поясняют, что выявление молекул в льдах значительно сложнее, чем в газе. В твердой фазе их можно наблюдать только в инфракрасном диапазоне, для чего требуется «подсветка» от близлежащей звезды.

«Мы использовали спектры аналогов межзвездных льдов, выращенных на нашей лабораторной установке ISEAge, чтобы интерпретировать результаты, полученные телескопом Джеймса Уэбба в прошлом году. При помощи полученных в лаборатории спектров удалось выполнить анализ наблюдений межзвездных облаков и уверенно обнаружить N₂O во льдах», — пояснил заведующий лабораторией Антон Васюнин.

Находка имеет важное значение для астрохимии. Закись азота легче вступает в реакции при низких температурах, чем, например, молекулярный азот (N₂), считающийся основным носителем азота в ледяных мантиях. N₂O может участвовать в образовании более сложных азотсодержащих молекул, включая аминокислоты — строительные блоки для белков и потенциальную основу жизни.

По словам Васюнина, реакции в газовой фазе межзвездных облаков, вероятно, не приводят к формированию сложных органических молекул. Поверхность льда действует как катализатор, делая поверхностные реакции более эффективными для синтеза соединений, которые в газе не образуются.

Ученый добавил, что вещество из межзвездного льда с большей вероятностью может попасть на поверхность планет, например, через падение ледяных ядер комет. Таким образом, доставка химических соединений в твердом состоянии представляется более эффективным путем обогащения молодых планет органическим материалом.