NatComms: ключевая молекула космоса образуется при двойной ионизации вещества

Американские ученые из Мичиганского университета сделали важное открытие, связанное с триводородом (H3⁺) — молекулой, которую называют "создавшей Вселенную". Эта молекула играет ключевую роль в образовании звезд и межзвездных химических реакциях, а также присутствует в атмосферах газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Communications (NatComms).

H3⁺ — ионизированная молекула водорода, которая участвует в формировании звезд и сложных органических молекул в космосе. Хотя основной путь ее образования известен (столкновение молекулы водорода H2 с ее ионизированным аналогом H2⁺), ученые ищут другие источники этой молекулы, чтобы лучше понять ее распространенность во Вселенной.

Для изучения механизмов образования H3⁺ учёные использовали сверхбыструю лазерную спектроскопию и передовые методы вычислительной химии. Это позволило им не только наблюдать процесс в реальном времени, но и создавать компьютерные модели, демонстрирующие, как образуется H3⁺.

Исследователи уточнили, как H3⁺ образуется в метилгалогенах и псевдогалогенах — соединениях, которые могут подвергаться двойной ионизации (потере двух электронов). Они обнаружили, что в таких молекулах H3⁺ образуется через уникальный механизм, названный "блуждающим".

После двойной ионизации молекула не сразу распадается, как можно было бы ожидать. Вместо этого из нее высвобождается нейтральный водород (H2), который "блуждает" по молекуле, пока не захватывает дополнительный протон, образуя H3⁺.

Команда разработала набор факторов, которые позволяют предсказать, какие молекулы могут образовывать H3⁺ через двойную ионизацию. Эти данные помогут ученым искать новые источники H3⁺ в космосе, например, в молекулярных облаках, где могут происходить аналогичные процессы.