Источником загадочного инфракрасного света могут быть космические баксиболы

Возможно, ученые только что обнаружили источник загадочного инфракрасного свечения, происходящего от звезд и межзвездных пылегазовых облаков.

Эти полосы неизвестного инфракрасного излучения (UIE) беспокоили ученых в течение десятилетий; согласно новой теоретической работе, по крайней мере, некоторые из этих полос могут быть произведены высокоионизированным бакминстерфулереном, более известным как баксибол.

Первоначально было теоретически доказано, что фуллерен – углерод 60 – может выживать при очень высоких уровнях ионизации. Теперь, в удивительно сложных исследованиях в области квантовой химии показано, что сигнатуры инфракрасного излучения таких видов отлично совпадают с некоторыми из самых выдающихся известных особенностей неизвестного инфракрасного излучения.

Бакминстерфуллерен (C60) – это молекула, состоящая из 60 атомов углерода, расположенных в форме футбольного мяча. Здесь, на Земле, его можно найти в саже — углеродном остатке после сжигания органических веществ.

В космосе молекула была положительно обнаружена только недавно: в 2010 году ее нашли в туманности, в 2012 году – в газе вокруг звезды, а в 2019 году – в плотном газе, дрейфующем в "пустом" пространстве между звездами.

Неясно, как именно баксиболы попадают туда, хотя последние исследования показывают, что они (как и многие другие вещи) образуются в звездах во время их смерти. Однако, когда они там оказались, ученые с интересом изучают их свойства и то, что может произойти с ними в великой Вселенной.

Ранее учёные показали, что баксиболы могут принимать на себя довольно сильные удары в суровых условиях космоса.

В частности, они могут стать высокоионизированными – процесс добавления или удаления электронов. До 26 электронов может быть удалено из баксибола, прежде чем он разрушится.

В прошлых исследованиях не рассматривался вопрос о том, как такой уровень ионизации может повлиять на свет, излучаемый баксиболами.

В новой работе исследователи провели серию квантово-химических расчетов, чтобы определить длины волн, на которых могут быть заметны эти молекулы.

Затем учёные сравнили полученные результаты с данными инфракрасных наблюдений шести объектов, включая звезды и туманности. Результаты, по словам исследователей, интересны и провокативны.

Команда обнаружила, что ионизированные баксиболы, вероятно, излучают свет в среднем инфракрасном диапазоне на некоторых ключевых длинах волн, связанных с UIE – 11,21, 16,40 и 20-21 микрометров.

Что еще более важно, излучение баксиболов с 1-6 удаленными электронами можно легко отличить от инфракрасного излучения другого типа молекул углерода, полициклических ароматических углеводородов или ПАУ, которые связаны с полосой 6,2 микрометра.

Поскольку ПАУ является еще одним кандидатом на перенос UIE, это означает, что баксиболы не только являются сильным кандидатом, но и могут легко отличаться от других потенциальных переносчиков.

Команда считает, что это исследование дает веские основания для будущих наблюдений в среднем инфракрасном диапазоне длин волн, чтобы помочь отследить и идентифицировать UIE, связанные с ионизированным бакминстерфулереном.

Исследователи говорят, что в этой первой работе они теоретически показали, что высокоионизированные фуллерены могут существовать и выживать в суровой и хаотической среде космоса.

Исследование было опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.

На украинском языке. 

Также ученые смоделировали смерть звезд, чтобы выяснить, как образуются эти соединения – подробнее.