МОСКВА, 15 февраля. /ТАСС/. Ученые Самарского университета имени Королева запустили экспериментальную установку, которая способна воспроизводить условия глубокого космоса и помогает исследовать эволюцию органических молекул в галактике, сообщили в пресс-службе вуза.
«В Самаре введена в эксплуатацию <…> экспериментальная установка мирового уровня, воспроизводящая условия глубокого космоса и позволяющая экспериментально исследовать эволюцию органических молекул в нашей галактике. Изучение на практике путей возникновения в космосе «кирпичиков» жизни — биохимически важных молекул — должно помочь в разгадке тайны зарождения жизни на Земле», — говорится в сообщении.
Оборудование обладает уникальными характеристиками, с его помощью можно моделировать воздействие космического ионизирующего излучения на аналоги внеземных, межзвездных льдов в широком диапазоне химических и физических параметров. В ходе первых экспериментов ученые получили в космических условиях из метанового льда высокомолекулярные компоненты природного газа — пропан и бутан.
Об установке
Исследования в сфере взаимодействия ионизирующего излучения с аналогами межзвездных льдов проводятся в мире в течение уже почти полувека, однако понимание синтеза сложных органических молекул в межзвездном пространстве до сих пор находится в зачаточном состоянии. Предыдущие исследования были ограничены техническими возможностями для проведения экспериментов и недостаточным уровнем оборудования для анализа образующихся молекул.
«Внутри созданной в Самаре установки можно воспроизводить условия различных уголков межзвездной среды — от холодных молекулярных облаков до областей звездообразования. Температуру экспериментов можно менять в широком диапазоне — от четырех до 350 градусов Кельвина (от -269 до +76 градусов Цельсия). Специальные насосы создают внутри основной камеры установки сверхвысокий вакуум, благодаря чему исключено появление в рабочем пространстве каких-либо загрязнений или примесей», — говорится в сообщении.
В центре основной камеры установлено крохотное серебряное зеркальце площадью всего 1 кв. см. Во время экспериментов с помощью газовых конденсационных узлов на зеркальце образуется тонкая ледяная «мантия» толщиной несколько сотен нанометров — по данным ученых, слой льда именно такой толщины покрывает частицы звездной пыли в космосе. Состав льда особенный — кроме привычной воды, в качестве его ингредиентов выступают различные ароматические молекулы в разных процентных соотношениях.
Покрытое льдом серебряное зеркальце является мишенью, которую во время экспериментов «обстреливают» пучками частиц — фотонов, электронов и других, совсем как в реальном космосе. Научные приборы фиксируют и анализируют образующиеся при этом продукты реакций. Согласно расчетам, установка «ускоряет» время протекания реакций — например, десять часов облучения фотонами ледяной мишени на установке примерно эквивалентны 1 миллиону лет облучения льда фотонами в условиях молекулярного облака в космосе.
Как считают ученые, в ходе этих экспериментов удастся получить биологически важные молекулы и тогда, например, можно будет понять, как в космосе образуются простейшие аминокислоты, которые затем с помощью метеоритов могут попасть на Землю. Научное оборудование также можно будет использовать для испытаний на радиационную прочность перспективных материалов для обшивки космических кораблей и спутников: установку планируется оснастить несколькими источниками энергетических частиц, чтобы можно было наглядно показать, что произойдет с тем или иным веществом в условиях космоса в течение определенного времени. Оборудование легко адаптируется для определения радиационной стабильности материалов и покрытий космических зондов и лунных станций.
Исследования околозвездного пространства
Как сообщалось ранее, в 2021 году в Самарском университете в международной научно-исследовательской лаборатории «Физика и химия горения» в рамках мегагранта правительства РФ была создана самая большая в мире экспериментальная установка, которая позволяет исследовать и моделировать не только процессы, происходящие в камерах сгорания газотурбинных двигателей, но и химические реакции, характерные для околозвездного пространства. Как было доказано учеными, в результате этих химических реакций на поверхности звездных пылинок, образованных из полициклических ароматических углеводородов, могут синтезироваться органические молекулы.
