"Ответ мы найдём в квантовой механике", — заявил ведущий автор исследования Дуэйн Хёрд (Dwayne Heard), глава Школы химии при университете Лидса.

"При низких температурах химические реакции протекают медленнее, поскольку в запасе есть гораздо меньше энергии для преодоления так называемого реакционного барьера. Но согласно квантовой механике, можно проскочить через этот барьер, не преодолевая его. Это называется туннельный эффект", — поясняет учёный.

Чтобы имел место туннельный эффект, необходимы очень низкие температуры, которые наблюдаются в межзвёздном пространстве и атмосферах некоторых далёких от звёзд небесных тел — к примеру, Титана, крупнейшего естественного спутника Сатурна. "Мы считаем, что промежуточный продукт реакции образуется на её первых стадиях протекания. Он сохраняется в течение очень короткого периода времени, достаточного лишь для туннельного эффекта при крайне низких температурах", — говорит Хёрд.

Чтобы подтвердить свою гипотезу о квантовой природе космических химических реакций, исследователи провели лабораторный эксперимент. Они воссоздали температуру межзвёздного пространства, которая составляет 210 градусов по Цельсию ниже нуля. При этой температуре они спровоцировали реакцию между спиртом метанолом и гидроксильным радикалом. Результат эксперимента удивил химиков: реакция между этими газами не только произвела метокси-радикалы, но и произошла в 50 раз быстрее при -210 градусах по Цельсию, чем при комнатной температуре.

Чтобы достичь таких результатов, исследователям необходимо было создать принципиально новую экспериментальную установку. "Дело в том, что газы конденсируются сразу же после того, как соприкасается с холодной поверхностью. Поэтому мы создали коллимированные потоки газа, которые вступают в реакцию, не соприкасаясь с поверхностью. Эту технологию мы подсмотрели в ракетах-носителях "Сатурн-5"", — рассказывает Робин Шеннон (Robin Shannon), ответственный за проведение экспериментов.

Данное исследование является очередным подтверждением того, что космическое пространство есть своего рода квантово-механическая лаборатория. Все химические эксперименты, проведённые на Земле, показывали, что чем ниже температура, тем медленнее протекает реакция, но в космосе всё оказалось с точностью до наоборот. Это означает, что природу космического пространства вряд ли правильно будет описывать с помощью привычных нам законов химии и физики. Следует изучать его отдельно.

Хёрд и его коллеги уже сообщили о результатах своего исследования в журнале Nature Chemistry, где недавно вышла их научная статья.

На данный момент в том же составе команда химиков занимается изучением реакций между другими спиртами при низких температурах. "Если результаты наших дальнейших экспериментов покажут похожую скорость реакции, что и в первый раз, это будет означать, что учёные крайне недооценивали скорость образования комплексных молекул, таких как молекулы спирта, в космическом пространстве", — заключает Хёрд.

Также по теме:
Сахар в космосе стал ещё одним свидетельством жизни 
В космосе найдены молекулы, способные рассказать о зарождении жизни 
Смоделирована химическая связь, которая может существовать только в космосе 
Химики получили изображения межатомных структур до и после молекулярных реакций 
Учёные впервые различили химические связи внутри молекулы 
Физики впервые увидели танцы электронов в молекуле