Космос шепчет с помощью пыли: крошечные зёрна запускают химию, способную …

Все > 09:58 Обжаривание гречки усиливает ореховый вкус перед варкой корреспондент — Белновости 09:35 Кукурузный крахмал устраняет запахи с ковров в домашних условиях — Malatec 09:14 Афганский хлопок впервые прибыл в Россию — руководитель компании "Примтекс" Бакаринов 09:11 Лариса Долина снялась в клипе на песню Клавы Коки 08:48 Наклон дорожки увеличивает расход калорий — Verywell Fit 08:33 Курс рубля не опирается на реальные биржевые показатели — экономист Беляев 08:11 Северная Македония сохраняет малоизученные туристические регионы — CNN Travel 08:08 АвтоВАЗ тестирует партнерство с индийскими инжцентрами по данным Российской Газеты 08:08 Азалии показали различия сортов по форме цветков по данным Mein Schoener Garten Космос шепчет с помощью пыли: крошечные зёрна запускают химию, способную привести к жизни Космическая пыль ускоряет образование карбамата аммония — сообщает Earth 05.12.2025 18:49 Наука В межзвёздных облаках, где царят глубокий холод и разреженность, химия обычно воспринимается как процесс, который едва заметно протекает на протяжении миллионов лет. Однако новые исследования показывают: скромные частицы космической пыли могут играть куда более активную роль, чем считалось раньше. Они становятся своеобразными микроскопическими реакторами, ускоряющими образование соединений, способных запускать химические цепочки, ведущие к возникновению жизни. Об этом сообщает Earth. Фото: NASA by ESA/Hubble & NASA, D. Thilker, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/ спиральная галактика NGC 2566 Как пылевые частицы превращаются в химические двигатели В межзвёздной среде пыль представляет собой смесь минеральных зёрен и углеродистых частиц. Они настолько малы, что часто уступают размеру частиц дыма, но обладают развитой поверхностью: шероховатой, пористой и способной удерживать молекулы. Именно эта структура делает пыль идеальной платформой для реакций, которые в обычном газе были Ð±Ñ‹ невозможны. Классические модели долгие годы считали, что большинство пылевых частиц покрыто сплошным слоем льда, который скрывает их минеральную основу. Но эксперименты последних лет демонстрируют иную картину: ледяное покрытие оказывается неравномерным, местами тонким или отслаивающимся, позволяя молекулам контактировать с минералами напрямую. В таких условиях реакции запускаются гораздо легче. Исследователи наблюдали, как углекислый газ и аммиак, осаждаясь на поверхности пыли, вступают в реакцию, образуя карбамат аммония — соединение, которое связывает простые космические льды с более сложной органической химией. Этот результат подчёркивает, что космическая пыль функционирует не как инертный фон, а как участник химического процесса. "Пыль — это не просто пассивный фон в космосе", — сказал астрохимик Мартин МакКустра. Такое понимание меняет представления о том, как могут появляться первые этапы органической материи задолго до формирования планетных систем. Как учёные воссоздали условия глубокого космоса Чтобы изучить эту химию в лаборатории, команда Потапова создала искусственные пылевые частицы, содержащие богатые магнием силикаты. Образцы поместили в камеру сверхвысокого вакуума и охладили до температуры около 10 кельвинов. Затем исследователи сформировали пористый слой минералов, напоминающий естественные пылевые агрегаты. На поверхность пыли были нанесены тонкие слои замороженного углекислого газа и аммиака. По мере постепенного нагревания молекулам приходилось проходить через пористую структуру, сталкиваясь друг с другом. "В экспериментах, где ледяные слои отделялись пылью, мы наблюдали отчётливые спектральные признаки образования карбамата аммония", — отметили исследователи. Температуры, при которых проводилось исследование, соответствуют условиям плотных межзвёздных облаков, где давление низкое, а тепло практически отсутствует. Подобные условия раньше считались неподходящими для активной химии, однако работа показала: пылевые поверхности способны полностью изменить картину. Учёные интерпретируют обнаруженную реакцию как пример кислотно-основного катализа. "Минералы катализируют обмен протонами, позволяя реакции идти при температурах, на которых она была Ð±Ñ‹ невозможна", — пояснили авторы исследования. Без участия пыли молекулы оставались Ð±Ñ‹ в замороженном состоянии, практически не взаимодействуя. Почему эти реакции важны для понимания происхождения жизни Карбамат аммония хорошо известен на Земле: это промежуточный продукт промышленного производства мочевины — вещества, которое играет ключевую роль в биохимии азота. В лабораторных моделях пребиотической химии мочевина используется как строительный компонент, способный усложнять органические сети. Наблюдение этой соли в условиях, близких к космическим, указывает на прямой путь от простых межзвёздных газов к соединениям, из которых впоследствии могут формироваться более сложные молекулы. Это подтверждает мысль, что химия жизни может начинаться задолго до образования планет: на поверхности холодных зёрен пыли в тёмных облаках. Лабораторные данные обрели дополнительное подтверждение благодаря наблюдениям космического телескопа JWST. В 2025 году он зафиксировал карбамат аммония в ледяных структурах молодого протопланетного диска d216-0939. Это произошло в области, где в будущем сформируются кометы и первые планеты. Такая находка связывает лабораторные эксперименты с реальной космической средой. Возникает закономерный вопрос: как могла образоваться такая соль там, где содержание аммиака относительно низкое? Новые эксперименты дают простой ответ: даже если газы изначально разделены слоями льда, пористая структура пыли помогает молекулам перемещаться и вступать в реакцию. Это означает, что важны не только состав льда, но и внутренняя организация пылевых агрегатов. Как пыль помогает молекулам сближаться Диффузия — важнейший механизм химии поверхности. Даже при температуре, близкой к абсолютному нулю, молекулы медленно перемещаются, сталкиваясь с минералами и друг с другом. Пористая пыль даёт им возможность проходить через многочисленные внутренние каналы, что повышает вероятность реакции. В условиях холодных межзвёздных облаков газовые реакции развиваются слишком медленно, чтобы успеть сформировать крупные органические структуры. Но на поверхности пылинок ситуация меняется. Зёрна действуют как каталитические центры: сближают молекулы, удерживают их рядом, создают условия для перестройки связей. Всё это происходит без необходимости высоких температур, которые в космосе зачастую недостижимы. По мере того как звёзды рождаются и нагревают окружающую среду, пыль может постепенно прогреваться. Это запускает дополнительные реакции: лёд внутри пор открывается, молекулы активнее взаимодействуют, а минеральная поверхность становится ещё более химически активной. "Полученные данные показывают, что пылевые зёрна играют куда более активную роль в астрохимии, чем считалось раньше", — сообщил Алексей Потапов. Так пыль превращается в долгоживущий механизм, который работает миллионы лет, прокладывая путь от простейших молекул к органическим структурам. Сравнение: химия в газе и химия на пыли Чтобы понять роль пыли, важно противопоставить её действия химии в газовой среде. В газах молекулы движутся свободно, но сталкиваются редко — плотность пространства слишком мала. На пыли ситуация иная: поверхность ограничивает движение, увеличивая вероятность реакций. Газовая химия: реакции происходят медленно; требуется энергетический толчок; образование крупных молекул маловероятно. Химия на поверхности пыли: реакции ускоряются благодаря каталитической роли минералов; молекулы сталкиваются чаще; возможна сборка более сложных соединений при низких температурах. Такое сравнение показывает, что именно пыль формирует мост между простейшими космическими газами и молекулами, которые могут участвовать в пребиотических процессах. Плюсы и минусы роли пыли в формировании органики Пленительная сторона исследования в том, что оно даёт правдоподобное объяснение химического разнообразия холодных космических облаков. Благодаря пыли простые газы превращаются в активные компоненты будущей органики. Плюсы: подтверждение каталитической роли минеральных поверхностей; объяснение появления сложных молекул в холодных регионах, связанных с самыми тёмными областями космоса ; связь лабораторных данных с наблюдениями JWST; расширение представлений о пребиотической химии. Минусы: лабораторные условия трудно масштабировать на реальные космические объёмы; остаётся мало данных о составе и структуре пыли в разных областях галактики; влияние звёздного излучения на эти реакции сохраняет неопределённость. Эти ограничения не умаляют значимости открытий, но подчёркивают необходимость дальнейших исследований. Популярные вопросы о химических реакциях на космической пыли Почему космическая пыль так важна для возникновения жизни?Пыль создаёт поверхность, на которой простые молекулы могут встречаться и вступать в реакции, невозможные в газовой среде. Что такое карбамат аммония и почему он важен?Это соединение, возникающее при взаимодействии аммиака и CO₂. Оно связывает простые космические льды с более сложными органическими структурами. Можно Ð»Ð¸ считать пыль мини-фабрикой органики?Да. Наблюдения и эксперименты показывают, что пылевые зёрна работают как химические реакторы, производящие ключевые молекулы миллионы лет, что подтверждается процессами, связанными с радиосигналами межзвёздной среды . Ежедневно — 24 истории о научных Ð¾Ñ‚ÐºÑ€Ñ‹Ñ‚Ð¸ÑÑ Ð’ÑÐµ они в наших соцсетях, подпишись Source: https://www.pravda.ru/news/science/2317362-cosmic-dust-chemistry/