Космос не так пуст, как мы привыкли думать. Между звездами находится много пыли и газа — это то, из чего рождаются планеты — источники жизни. По большей части это пространство наполнено самыми простыми атомами, вроде водорода и гелия, однако многое из того, что там есть, не поддавалось никакой идентификации. Ровно до тех пор, пока диффузные полосы межзвёздного поглощения (Diffuse Interstellar Bands, DIB) не начал исследовать старина «Хаббл».
Звезды, как известно, излучают свет, источник жизни. Прежде чем оказаться у нас, он проходит сквозь пыль и газ, что находятся между светилом и Солнечной системой. Встречаясь с атомами и молекулами этого вещества, он теряет излучение на некоторых длинах волн, и учёные, уловив свет, видят, какая его часть отсутствует. На их спектральных диаграммах это принимает вид тусклых или вовсе отсутствующих полос. Данные рисунки являются чем-то вроде «отпечатка пальца» того или иного химического элемента или соединения. После этого остаётся только сопоставить полученную картинку с каталогом спектров известных элементов и молекул, а затем записать в журнале, через какие именно из них прошёл свет на своём пути к Земле.
Однако это не такой лёгкий процесс, как может показаться по нашему адаптированному для неподготовленного читателя описанию. Идентификация спектра поглощения отдельных атомов действительно не представляет никакой сложности — их не так много, все они прекрасно известны, поэтому легко сопоставляются с имеющимися шаблонами. Гораздо сложнее идентифицировать то, что получается, когда они соединяются друг с другом. Так как очень часто соответствий среди всего того химического разнообразия, что есть на нашей планете, не оказывается. Загадочные шаблоны, не имеющие аналогов на Земле, как раз и называются диффузными полосами межзвёздного поглощения.
Их обнаружено уже более четырёхсот, но до последнего времени, несмотря на многие десятилетия исследований, учёным не удалось установить ни одного надёжного соответствия. Гипотетических сочетаний молекул многие миллионы, и чтобы найти совпадение посредством простого перебора, человеческой жизни не хватит, даже самой долгой. Еще более усложняет задачу то, что водяной пар в атмосфере Земли мешает наземным телескопам получать чёткие картинки спектров поглощения. И именно здесь на помощь учёным пришёл «Хаббл». Находясь в космосе, ему было гораздо удобнее фиксировать эти загадочные полосы.
В его задачу входило наблюдение за голубыми сверхгигантами, расположенными в пределах плоскости нашей галактики. Это позволяло анализировать свет, прошедший через максимальное количество газа и пыли. Надо отметить, что телескоп был уже сильно поношен годами непрерывной работы, и его оборудование в этом конкретном случае эксплуатировалось на пределе возможностей. Можно только представить, какую радость испытали учёные, когда одна из полученных картинок совпала с известным спектром поглощения. «Хаббл» зафиксировал сигнатуру молекулы, известной под обозначением С60.
C60 — это ничто иное, как 60 атомов углерода, образовавших полую сферу. Эта молекула напоминает футбольный мяч, а также знаменитые геодезические купола американского архитектора Бакминстера Фуллера. Именно благодаря последнему сходству она получила своё сверхсложное название — «бакминстерфуллерен», а также гораздо более легкомысленное прозвище — «бакибол». C60 обнаруживалась в космосе и раньше, но «Хаббл» засёк её ионизированную ультрафиолетовым светом версию. Без электрона бакиболы положительно заряжены, поэтому с формальной точки зрения это всё-таки C60+, и в межзвездной среде они обнаружены впервые.
Это открытие имеет весьма интересные последствия. Во-первых, оно показывает, что в космосе могут образовываться весьма сложные молекулы. До обнаружения C60 рекорд составлял всего 12 атомов. Факт ионизации С60 показывает, что столь крупные молекулы могут образовываться даже под губительным ультрафиолетовым облучением. Исследователи, обнаружившие их, считают, что подавляющее большинство других, ещё не идентифицированных диффузных полос межзвёздного поглощения,также принадлежат соединениям углерода, только ещё более сложным.
Автор: Sponk [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]
Во-вторых, это может быть весьма значимым шагом на пути к пониманию природы биологической жизни. Та, что нам известна, имеет в своей основе именно углерод, так как этот элемент лучше чем какой либо другой соединяется с другими атомами, образуя более сложные молекулы. Если что-то такое спонтанно происходит в межзвездном бульоне, из которого рождаются планеты, то, возможно, это и есть то семя, из которого возникает жизнь. Как бы то ни было, в этом вопросе ещё далеко не всё понятно, и на многие вопросы ещё только предстоит ответить. Но благодаря «Хабблу» и весьма причудливым углеродным шарикам мы видим, что движемся в правильном направлении.
