W jaki sposób w kosmosie powstaje alkohol?

Mgławica; Foto: Wikimedia Commons/NASA

Złożone reakcje chemiczne nie mogą zachodzić w niskich temperaturach z punktu widzenia klasycznej chemii. Brakuje wtedy bowiem energii pozwaljącej na rozrywanie wiązań chemicznych i tworzenie nowych połączeń między atomami. Jednak w przestrzeni kosmicznej, w której temperatura może być bardzo niska, odkryto wiele złożonych związków, między innymi alkohol. Zrodziło się więc pytanie, jak to możliwe, że on powstał w tak trudnych warunkach.

Do tej pory uważano, iż do jego powstania wystarczy pył kosmiczny oraz kosmiczne promieniowanie, jednak nie udało się w laboratorium uzyskać alkoholu przy próbach odtworzenia odpowiednich warunków. Na odsiecz przyszła jednak mechanika kwantowa i brytyjscy chemicy z Uniwersytetu w Leeds pod kierownictwem prof. Dwayne Head. Stosując tunelowanie kwantowe stworzyli w laboratorium warunki dla utleniania alkoholu metylowego za pomocą jonów wodorotlenowych w temperaturze -210 stopni Celsjusza. Nawet udało się dokonać tej reakcji aż 50 razy szybciej niż w temperaturze pokojowej.

Największym problemem było zbudowanie reaktora symulującego warunki w mgławicach lub też w atmosferze Tytana, księżyca Saturna pokrytego lodowymi oceanami metanu. Za inspirację posłużyły silniki rakiety Saturn V, które umożliwiały uzyskanie mieszających się strumieni zimnych gazów, które mogły zareagować bez dotykania jakiejkolwiek powierzchni (normalnie kondensują się one uderzając o jakąś zimną powierzchnię). W tym momencie badane są inne alkohole. Prawdopodobnie mechanizm utleniania cząsteczek organicznych za pomocą jonów wodorotlenowych występuje całkiem często w międzygwiezdnych środowiskach o niskiej temperaturze.

Wszystkie informacje dotyczące tej reakcji w niskich temperaturach zostały przedstawione w "Nature Chemistry".

(pj)