В космосе обнаружены футбольные мячи

Космический телескоп Spitzer поймал лучи, спектр которых характерен для соединений углерода, известных как фуллерены. Эти структуры обнаружены в планетарной туманности Tc 1.

Планетарная туманность — это система из звезды (ядра туманности) и одной или (значительно реже) нескольких газовых оболочек, часто напоминающих внешне мыльный пузырь и нагретых примерно до 10−12 тыс. кельвинов. Планетарные туманности образуют старые небольшие звезды, которые к этому моменту ослабевают настолько, что становятся нестабильны и не могут удерживать внешнюю оболочку. Она начинает расширяться со скоростью около 20−40 км/с под действием внутреннего давления перегретого газа. Приблизительно через 20 тыс. лет после отделения видимая оболочка исчезает, после чего остается лишь звезда — белый карлик.

Звезда в центре Tc 1 когда-то походила на Солнце, но сейчас уже потеряла внешние оболочки. Несмотря на слабую яркость, белый карлик освещает окружающие газовые слои, нагревает их. В них наблюдается повышенное содержание углерода. Астрономы использовали находящийся на гелиоцентрической орбите телескоп Spitzer, чтобы проанализировать инфракрасный свет от планетарной туманности. Среди прочего удалось зафиксировать излучение, характерное для двух представителей группы фуллеренов — одной из форм существования углерода.

Классический фуллерен состоит из 60 атомов, соединенных в форме футбольного мяча. Внутри он полый, а снаружи состоит из пяти— и шестиугольников. Вторая структура построена уже из 70 атомов углерода. Формой она также похожа на мяч, но уже на продолговатый регбийный.

«Мы нашли то, что известно как самые большие молекулы, существующие в космосе», — заявил астроном университета Западного Онтарио Ян Ками.

Американские исследователи отмечают, что фуллерены удалось поймать при температуре, близкой к комнатной. А если бы телескоп направили в это же место спустя всего 100 лет, то они уже остыли бы до того, что стали бы невидимыми для инфракрасных датчиков Spitzer.

Результаты исследования появились в журнале Science.

Фуллерены впервые получены в лаборатории около 25 лет назад и обязаны названием Бакминстеру Фуллеру. Астрономы отмечают, что фуллерены — важные участники многих физических и химических процессов. Изначально эти углеродистые соединения появились во многих моделях старения звезд. Затем их нашли в естественных материалах, в том числе в составе метеоритов.

Предыдущие поиски фуллеренов в районе богатых углеродом звезд не увенчались успехом. Единственный раз что-то подобное разглядели в видимой части спектра около 15 лет назад, но та информация до сих пор не получила лабораторного подтверждения. Позднее и Spitzer наблюдал что-то похожее на фуллерены, но тогда спектральные линии частично портились присутствием других химических соединений.