Группа химиков и астрономов совершила открытие в области астрохимии: идентифицирован цианокоронин — крупнейший полициклический ароматический углеводород (ПАУ), когда-либо обнаруженный в космосе. Эта молекула, состоящая из семи взаимосвязанных бензольных колец и цианогруппы (C₂₄H₁₁CN), была найдена в холодном, тёмном молекулярном облаке TMC-1 — области, известной своей богатой химией и как колыбель новых звёзд.
Исследование опубликовано
Исследование недавно [опубликовано](https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/adc911) в The Astrophysical Journal Letters и представлено на пресс-конференции на 246-м заседании Американского астрономического общества (AAS 2025), состоявшемся в Анкоридже, Аляска.
Цианокоронин — производная коронина
Цианокоронин является производной коронина — молекулы, часто описываемой как «прототипическая» компактная ПАУ из-за её стабильности и уникальной структуры. ПАУ, как считается, удерживают значительную часть углерода Вселенной и играют ключевую роль в химии, которая приводит к образованию звёзд и планет. До сих пор в космосе были обнаружены только меньшие ПАУ, и это новое открытие значительно расширило известные пределы размеров.
Как астрономы обнаружили эту массивную молекулу?
Исследовательская группа сначала синтезировала цианокоронин в лаборатории и измерила его уникальный микроволновой спектр с помощью передовых спектроскопических методов. Вооружившись этим молекулярным «отпечатком пальца», они искали цианокоронин в данных с телескопа Национального научного фонда США в Грин-Бэнк (NSF GBT) — ключевого телескопа, используемого в проекте GOTHAM (GBT Observations of TMC-1: Hunting Aromatic Molecules). Исследовательская группа обнаружила несколько отчётливых спектральных линий цианокоронина, подтвердив его присутствие со статистической значимостью 17,3 сигма — крупное обнаружение по астрономическим меркам.
Крупнейшая ароматическая молекула в межзвёздном пространстве
Цианокоронин теперь является крупнейшей индивидуальной молекулой ПАУ, подтверждённой в [межзвёздном пространстве](https://phys.org/tags/interstellar+space/), содержащей 24 [атома углерода](https://phys.org/tags/carbon+atoms/) в своей основной структуре (исключая цианогруппу). Количество обнаруженного цианокоронина сходно с количеством ранее обнаруженных меньших ПАУ, что опровергает ожидания о том, что более крупные молекулы должны быть более редкими в космосе.
Это говорит о том, что даже более сложные ароматические молекулы могут быть распространены в космосе. Присутствие таких стабильных, крупных ПАУ подтверждает идею о том, что эти молекулы могут быть основным резервуаром углерода, потенциально засевая новые планетные системы сырьём для жизни.
Квантово-химический подход
Квантово-химический подход исследования показывает, что цианокоронин может эффективно образовываться в холодных условиях космоса в результате реакций между коронином и радикалом CN с сильно погружёнными энергетическими барьерами, которые не замедляют процесс при низких температурах. Это означает, что химия, которая создаёт сложные органические вещества, может происходить ещё до рождения звёзд.
Укрепление «гипотезы ПАУ»
Открытие цианокоронина не только добавляет новую главу в историю космической химии, но и укрепляет «гипотезу ПАУ» — идею о том, что эти молекулы ответственны за таинственные инфракрасные полосы излучения, наблюдаемые во всей Вселенной. Оно также устанавливает прямую связь между химией межзвёздных облаков, метеоритами и астероидами, предполагая, что органические молекулы, обнаруженные в нашей Солнечной системе, могли возникнуть в аналогичных средах задолго до образования Солнца.
Будущие исследования
Учёные теперь стремятся найти ещё более крупные ПАУ и их производные в космосе, а также глубже изучить, как эти молекулы выживают и эволюционируют в суровых условиях между звёздами.
Габи Венцель, научный сотрудник кафедры химии Массачусетского технологического института и Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт, и ведущий автор этого исследования, говорит: «Каждое новое обнаружение приближает нас к пониманию происхождения сложной органической химии во Вселенной — и, возможно, происхождения строительных блоков самой жизни».
Предоставлено: [National Radio Astronomy Observatory](https://phys.org/partners/national-radio-astronomy-observatory/)