Космическая сажа досаждает ученым

Специалистам Научно-исследовательского центра имени Эймса (НАСА) во главе с Фаридом Салама удалось исследовать свойства загадочного космического вещества, которое поглощает свет от отдаленных планет и звезд. "Виновником" этого являения ученые считают встречающиеся повсюду в космосе полициклические ароматические углеводороды, или космическую сажу.

В течение последнего столетия астрономы обнаружили, что космическое пространство поглощает волны света определенной длины, которые исходят от отдаленных объектов. Разумеется, это сильно мешало исследованиям звезд и планет.

Читайте также: Золото попало на Землю с неба

Десятилетиями астрофизики пытались разгадать загадку "эффекта поглощения". В ходе "расследования" они обнаружили в спектре звездного излучения, видимого с Земли, более 500 межзвездных линий поглощения. Цвета спектральных линий зависят от вещества, которое встречается на пути излучения. Темные же "пятна" свидетельствуют о том, что некое вещество поглощает свет. Это могут быть, например, космическая пыль или водород.

Ученые предположили, что наиболее вероятным кандидатом на роль поглотителя звездного света является один из видов углеродсодержащих соединений — полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). ПАУ представляют собой плоские молекулы углерода и водорода шестиугольной структуры. Для химической структуры ПАУ характерно наличие трех и более конденсированных бензольных колец. Такие молекулы встречаются в космосе повсеместно и довольно устойчивы.

На Земле ПАУ считаются одними из самых опасных токсичных веществ. Они входят в состав сажи, асфальта, а также автомобильных выхлопных газов. Образуются ПАУ в процессе сгорания нефтепродуктов, угля, дерева, мусора, пищевых продуктов, табака. При комнатной температуре все ПАУ сохраняют твердую кристаллическую структуру. Они плавятся при температуре около 200 градусов по Цельсию, а давление насыщенных паров при этом очень мало. Поэтому чем ниже температура при сжигании, тем больше ПАУ поступает в воздух. При охлаждении горячих газов, содержащих полициклические ароматические углеводороды, эти вещества конденсируются и оседают на поверхностях в зоне выброса. Но более легкие частицы уносятся на дальние расстояния, загрязняя воздух токсинами.

При взаимодействии с озоном и диоксидом азота ПАУ превращаются в другие продукты, например, обладающий мутагенными свойствами бензапирен, который может незаметно проникать в организм человека через дыхательные пути, воду или через кожу. Такие соединения могут попадать в водоемы и оседать в водорослях, организмах рыб или моллюсков, которые впоследствии становятся источником пищи для человека и животных.

В небольших количествах бензапирен не опасен, но при увеличении концентрации, например, при попадании в экологически неблагоприятную обстановку, при длительном вдыхании продуктов горения во время пожаров, вулканических извержений и проч. может привести к раковым заболеваниям и другим патологиям. Так что космос буквально пронизан токсинами!

По мнению ученых, ПАУ вполне способны поглощать свет в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазонах. Ведь даже обычное задымление препятствует распространению света, и это прекрасно можно наблюдать визуально, например, если разжечь костер.

Группа исследователей искусственно создала в лаборатории условия, близкие к межзвездной среде (температуру 170 градусов по Цельсию и давление в одну квадриллионную часть от атмосферного), после чего были проведены замеры спектров ПАУ в ультрафиолетовом и видимом диапазонах. Данные сравнили с результатами космических наблюдений, полученных при помощи спектрографа высокого разрешения. В итоге спектроскопические снимки, полученные лабораторным путем, оказались практически идентичны космическим, то есть поглощение световых лучей в обоих случаях происходило аналогично. Это позволяет сделать вывод о присутствии во Вселенной большого количества полициклических ароматических углеводородов.

"Важно понять, как ПАУ поглощают и переизлучают свет звезд, поскольку это сильно влияет на общий энергетический баланс космоса, — считает руководитель

исследования Фарид Салама. — Сегодня у нас уже имеются четкие и однозначные данные о наличии или отсутствии специфических молекул ПАУ в межзвездной среде".

Читайте также: Найдена планета, покрытая алмазами

Так что, как видите, сажа пакостит людям не только на Земле. Она мешает им исследовать и иные миры…

Все самое интересное читайте в рубрике "Наука и техника"