Исследователи из Мичиганского университета (США) раскрыли новый способ образования триводородного иона (H3⁺) — молекулы, которая играет решающую роль в звездообразовании и межзвездной химии. Она присутствует в атмосферах Юпитера и Сатурна, а также участвует в формировании сложных органических соединений в космосе. Открытие опубликовано в Nature Communications (NatComms).

Неизвестный ранее путь образования H3⁺

Ранее было известно, что H3⁺ образуется при столкновении молекулы водорода (H2) с ее ионизированной формой (H2⁺). Однако ученые предположили, что существуют и другие механизмы, объясняющие его широкое распространение во Вселенной.

С помощью сверхбыстрой лазерной спектроскопии и вычислительных моделей исследователи наблюдали процесс образования H3⁺ в метилгалогенах и псевдогалогенах — соединениях, способных к двойной ионизации (потере сразу двух электронов).

Механизм "блуждающего" водорода

Оказалось, что после двойной ионизации молекула не распадается мгновенно. Вместо этого нейтральный водород (H2) высвобождается, "блуждая" по молекуле, пока не захватывает еще один протон и не превращается в H3⁺.

Это открытие позволяет предсказывать, какие молекулы могут генерировать H3⁺ таким способом, что поможет в поисках новых источников этой молекулы в молекулярных облаках и других космических объектах.

Что это значит для науки?

  • Новые представления о химии космоса – найден альтернативный источник H3⁺, который может объяснить его высокую концентрацию в различных регионах Вселенной.
  • Поиск сложных органических молекул – механизм "блуждающего" водорода может быть связан с процессами образования жизненно важных соединений.
  • Развитие астрохимии – результаты помогут строить более точные модели химической эволюции космоса.

Теперь ученые смогут точнее прогнозировать появление H3⁺ и искать его в неизученных уголках Вселенной, приближаясь к пониманию процессов, которые формировали нашу Галактику.