Замечательное достижение в области астрофизики — ученые разработали комплексную электронную базу данных спектральных линий циан-радикала, молекулы, играющей важную роль в исследовании космического пространства. Эта инновационная разработка открывает новые горизонты для изучения состава комет, межзвездных облаков и определения температуры реликтового космического излучения благодаря представленной информации о спектральных линиях в широком диапазоне длин волн.
Циан-радикал представляет собой увлекательное соединение, состоящее из атомов углерода и азота. Эта удивительная молекула способна существовать в трех наиболее изученных электронных состояниях. В основном состоянии электроны располагаются наиболее энергетически выгодно в электронной оболочке. Помимо этого, существуют первое и второе возбужденные состояния, когда электроны переходят на более высокие энергетические уровни. Определение распределения молекул по состояниям производится путем анализа спектров испускания циан-радикала.
Особенно интересен тот факт, что интенсивность линий в спектре циан-радикала существенно меняется в зависимости от условий окружающей среды, в частности температуры. Эти изменения отражают перераспределение радикалов между различными электронными состояниями, что делает их превосходными индикаторами процессов, происходящих в межзвездном пространстве. Для точной диагностики критически важно понимание характера изменения интенсивности спектральных линий при различных условиях.
Международная команда исследователей из МГУ имени М.В. Ломоносова и Университетского колледжа Лондона успешно создала инновационную базу данных спектральных линий циан-радикала. Эта база позволяет проводить высокоточное моделирование свойств радикала при различных температурных режимах окружающей среды.
В ходе исследования ученые применили передовые квантово-химические вычисления для описания электронной структуры циан-радикала. На основе полученных данных были рассчитаны вероятности переходов между различными состояниями. Разработанная математическая численная модель позволяет описывать спектры радикала в впечатляющем температурном диапазоне — от абсолютного нуля до 15000°С. Эта модель становится мощным инструментом для определения температур и химического состава разнообразных космических объектов.
По словам Сергея Козлова, старшего научного сотрудника кафедры физической химии химического факультета МГУ, распределение циан-радикала в космосе определяется с помощью спектрального анализа. В обсерваториях специальные приборы — спектрометры — отслеживают излучение объектов в различных диапазонах длин волн. Спектры радикала варьируются в зависимости от его состояния, которое определяется окружающей средой. Это позволяет понять процессы, происходящие в исследуемых космических объектах.
Важным достижением является то, что данные находятся в открытом доступе на платформе проекта ExoMol, что обеспечивает возможность их использования учеными по всему миру для решения различных фундаментальных задач.
Перспективы исследования включают углубленное изучение применимости модели для описания спектров изотопологов — молекул циан-радикала с редкими изотопами азота и углерода, что открывает новые возможности для понимания структуры космического пространства.
Источник: scientificrussia.ru
