Группа ученых из Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева, совместно с научными коллективами Международного университета Флориды, Гавайского университета и Национальной лаборатории имени Лоуренса (Беркли), совершили важный прорыв в изучении механизмов формирования вещества, послужившего основой для метеоритов, планет и других космических тел. Благодаря проведённым исследованиям учёные экспериментально подтвердили механизмы возникновения базового строительного компонента — молекулы трифенилина.
Трифенилин: стартовый элемент космической эволюции
Трифенилин — особая молекула, играющая ключевую роль на самых ранних этапах создания твердых тел во Вселенной. Из таких молекул постепенно «вырастают» графеноподобные структуры, формирующиеся в слоистые наночастицы. Впоследствии, когда эти наночастицы сталкиваются и объединяются, формируются частицы сажи и углеродной пыли. Именно из этих скоплений впоследствии образуются первые метеориты — углистые хондриты, а затем и более крупные небесные тела, включая планеты.
Коллектив Самарского университета из лаборатории «Физика и химия горения», функционирующей при поддержке мегагранта правительства России, провёл квантово-механические расчёты, подтвердившие выдвинутые гипотезы. Этот прогресс имеет не только астрофизическое значение, но и прикладное значение при разработке новых, экологически безопасных технологий для двигательных установок и камер сгорания.
Александр Мебель и международное сотрудничество
Профессор Международного университета Флориды Александр Мебель, возглавляющий лабораторию «Физика и химия горения» в Самарском университете, отмечает:
«Фактически нам удалось раскрыть один из уникальных механизмов, запускающих образование наночастиц, сажи и углеродной пыли — как в технических устройствах, так и в космических облаках. Это открытие даёт исчерпывающий ответ, как же стартует процесс роста сложнейших органических и неорганических структур в галактиках и непосредственно на планетах».
Успех исследования стал возможен благодаря тесному взаимодействию учёных из разных стран и впечатляющему сочетанию междисциплинарного опыта. Такой подход позволяет рассчитывать, что полученные результаты найдут применимость в самых разных областях науки и техники, от фундаментальных исследований до практических разработок.
Где рождаются молекулы: межзвездные облака и камеры сгорания
Впечатляющий факт: рождение трифенилина возможно не только в экстремальных условиях высокой температуры, обусловленных пламенем, но и в холоднейших межзвездных областях. Квантовые расчёты подтвердили, что даже при экстремально низких температурах, царящих в глубинах космоса, идут процессы роста плоских полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), размеров от простейших форм до наноуровня.
Анализ образцов сажи, а также углистых хондритов, попавших из космоса на Землю, уже показал: в их составе содержится весь спектр ПАУ — от базовых молекул до наночастиц графена. Таким образом, трифенилин играет колоссально важную роль как в космической эволюции, так и в понимании механизмов образования частиц, имеющих значение для экологии нашей планеты.
Перспективы для техники и науки
Профессор Александр Мебель подчёркивает важность двух аспектов нового знания: исследователям удалось не только смоделировать реакцию образования трифенилина, но и рассчитать все кинетические параметры ключевых процессов. Это открывает широкие горизонты перед специалистами, занимающимися проектированием экологичных двигателей, топливосберегающих технологий и снижением вредных выбросов.
Полученные данные станут востребованы как у инженеров-разработчиков современного транспорта и энергетики, так и у учёных, ведущих поиск ответов на вопросы о формировании макроструктур, таких как галактики и планеты. Таким образом, фундаментальная наука и практическое инженерное дело идут рука об руку, обеспечивая научно-технический прогресс и заботу об окружающей среде.
Значимость работы и оптимистичный взгляд в будущее
Новое открытие, сделанное учёными Самарского университета, Международного университета Флориды, Гавайского университета и Национальной лаборатории имени Лоуренса, позволило не только пролить свет на ранние этапы формирования известных космических тел, но и продвинуться в понимании глубинных механизмов строения материи. Интерес к результатам работы со стороны мирового научного сообщества подчеркивает уникальность и перспективность открытых механизмов.
Таким образом, объединенные усилия учёных и международное сотрудничество заложили прочный фундамент для будущих исследований и дали старт новым идеям, способным изменить представления о происхождении планет, метеоритов и даже о возникновении жизни во Вселенной.
Источник: scientificrussia.ru
