Российские ученые научились создавать аналоги космического льда

15:06, 22 декабря 2022

Астрономы уже получили первые спектры межзвездных льдов, выращенных в лаборатории

Лед астрономы УрФУ вырастили в вакуумной установке. Фото: Глеб Федосеев.

Сотрудники молодежной научной лаборатории астрохимических исследований УрФУ вырастили первые образцы аналогов межзвездных льдов и впервые получили пробные инфракрасные спектры этих льдов (качество спектров не уступает полученным в зарубежных лабораториях). Получение аналогов межзвездных льдов в лабораториях важно, так как поможет проанализировать сведения с телескопов, в частности «Джеймса Уэбба» (JWST), и определить химический состав межзвездного льда и его структуру в космосе.

«Еще год назад эксперименты по получению спектров аналогов межзвездных льдов проводились только за рубежом. Теперь мы можем проводить их и в России. При этом качество получаемых спектров не уступает получаемым в зарубежных лабораториях. Также важно отметить, что один из ключевых элементов нашей экспериментальной установки — турбомолекулярный насос — отечественного производства», — комментирует результаты заведующий научной лабораторией астрохимических исследований УрФУ Антон Васюнин.

Межзвездные льды образуются в холодных областях образования звезд и планет из атомов и молекул, вымерзающих при низких температурах из газа на поверхности микроскопических космических пылевых частиц. Исследования межзвездных льдов необходимы для понимания химической эволюции Галактики и поиска ответов на фундаментальные вопросы, в частности, о возникновении жизни во Вселенной.

«Изучение межзвездных льдов ведется в малодоступном с Земли инфракрасном диапазоне длин волн. Это одна из основных задач запущенного год назад космического телескопа имени Джеймса Уэбба, а также ряда действующих и проектируемых отечественных космических и наземных телескопов. Чтобы корректно интерпретировать данные, полученные на телескопе JWST, и эффективно планировать наблюдения, необходимы лабораторные спектры сравнения», — поясняет Антон Васюнин.

Лед из воды и метилцианида российские ученые вырастили в криогенной сверхвысоковакуумной экспериментальной установке, сконструированной в лаборатории УрФУ за два года. Установка позволяет создавать космические условия — достигать давления в 10 трлн раз ниже атмосферного, температура ее рабочей части может опускаться до −267 ℃, что сравнимо с условиями в дозвездных молекулярных облаках — колыбелях будущих звезд и планетных систем.

В итоге эксперименты астрофизиков УрФУ показали, что ученые могут выращивать лед различного состава, контролируя количество реагентов. Кроме того, с помощью разных методов, в том числе получения спектров, они могут определять состав и структуру межзвездных льдов из установки и космоса, что приближает к ответу на вопрос, как формируется жизнь в космосе.

Напомним, в декабре 2021 года стало известно, что астрофизики УрФУ вошли в команду ученых проекта Ice Age, которая будет проводить наблюдательные исследования межзвездного льда по данным, полученным на инфракрасном телескопе James Webb Space Telescope (JWST).

Работу ученых поддержало Минобрнауки РФ (проект FEUZ-2020-0038).