Хотя существование активных метил-катионов в протопланетных дисках было предсказано еще 40 лет назад, обнаружить и доказать наличие там этого важнейшего соединения удалось только сейчас.
В 1977 году было предсказано, что одновалентный радикал метана, метил-катион (CH3+), играет ключевую роль в инициировании химии межзвездной среды. Однако обнаружить эту молекулу за пределами нашей Солнечной системы оказалось трудно.
Возможно, проблема заключается в том, что метил чрезвычайно активен: среднее время его свободного существования — в норме меньше тысячной доли секунды. Как итог маловероятно нахождение большого количества таких катионов в одном месте и в один период времени, чтобы их можно было зафиксировать с помощью земных телескопов.
И вот международной группе астрономов с помощью данных космического телескопа «Джеймс Уэбб» и спектроскопического анализа удалось выявить следы присутствия метила в протопланетном диске d203-506, который находится в туманности Ориона. В этой области весьма активно идут звездообразовательные процессы, и d203-506 — зачаток сравнительно маленькой звездной системы: масса ее звезды примерно впятеро меньше солнечной, а масса протопланетного диска там лишь в десять раз больше массы Юпитера.
Откуда же этот активный катион взялся в протопланетном диске? Авторы исследования предположили, что все дело в мощном ультрафиолетовом излучении Трапеции Ориона — компактного звездного скопления, расположенного неподалеку. Поскольку под воздействием такого излучения молекулы водорода (тоже обнаруженные в составе d203-506) переходят в колебательно-возбужденные состояния, они становятся весьма активными и вступают в реакцию с углеродом, что в итоге может привести к образованию свободного метила.
Однако, как отметили исследователи в работе, опубликованной в журнале Nature, все еще остается ряд вопросов, связанных с возбуждением, химией и спектроскопическими свойствами этой молекулы. Потребуются дополнительные исследования, чтобы окончательно понять роль CH3+ в космической органической химии. Это важно для понимания того, как возникают те или иные более сложные соединения в молодых звездных системах.
