Цивилизация
Австралийские и американские ученые в лабораторных условиях сумели подтвердить давнюю гипотезу, объясняющую, почему у комет с зеленой комой может быть хвост, лишенный зеленого цвета. Все дело в том, что молекулы двухатомного углерода C2, ответственного за зеленоватый оттенок, довольно быстро фотодиссоциируют — разрушаются под действием солнечного излучения. Статья об этом опубликована в журнале PNAS. С деталями исследования ознакомилась «Газета.Ru».
Астрономы, ученые и химики почти столетие ломали голову над этой загадкой. В 1930-х годах будущий нобелевский лауреат по химии Герхард Герцберг объяснил это явление тем, что солнечный свет постепенно разрушает зеленоватый двухатомный углерод (называемый также диуглеродом или дикарбонатом). Это химическое вещество, образующееся в результате взаимодействия солнечного света и органических веществ в голове кометы, оказывается нестабильным и распадается на два отдельных атома углерода в результате процесса, именуемого «фотодиссоциацией». Прежде, чем C2 перейдет в хвост кометы, он успевает полностью фотодиссоциировать, утрачивая свой зеленоватый оттенок.
Теперь исследователи из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее и нескольких американских институтов впервые наблюдали подобную фотодиссоциацию C2 в лаборатории и при этом с беспрецедентной точностью определили энергию диссоциации связей между двумя атомами углерода. С учетом наблюдаемого механизма выяснилось, что рассчитанное время жизни диуглерода в кометах хорошо согласуется с астрономическими наблюдениями. «Мы изучили механизм, с помощью которого диуглерод расщепляется солнечным светом. Это объясняет, почему зеленая кома — облако из газа и пыли, окружающее ядро кометы, — сжимается по мере ее приближения к Солнцу, а также почему хвост кометы перестает быть зеленым», — поясняет Тимоти Шмидт, профессор химии из Университета Нового Южного Уэльса, возглавлявший эти исследования.
Диуглерод, состоящий из двух соединенных атомов углерода, обнаруживается лишь в чрезвычайно активных или низкокислородных средах, таких как звезды, кометы и межзвездная среда. Пока комета не приблизилась к Солнцу, никакого диуглерода в ней еще нет. И лишь когда Солнце нагреет комету, а органические вещества, содержащиеся в ледяном ядре, начнут испаряться и образуют кому, солнечный свет разобьет крупные органические молекулы, породив диуглерод. Затем начинает фотодиссоциациировать и диуглерод. В экспериментах эти процессы изучали на примере разложения тетрахлорэтилена (перхлорэтилена) C2Cl4 с помощью мощного ультрафиолетового лазера.