Ion radiation in icy space environments: synthesis and radioresistance of complex organic molecules (Topical Review)

Анотація

У холодних областях космосу всюди присутні льоди, наприклад, на кометах, пилових зернах, транснептунових об’єктах, поверхнях планет та їх супутників. Молекулою, що домінує в таких льодах, є вода, але можуть бути присутні й інші малі молекули або навіть складні органічні молекули (СОМ). Іонізуюче випромінювання (ультрафіолетові фотони, електрони, іони від космічних променів або сонячного вітру) викликає деякі фізико-хімічні процеси, такі як радіоліз. Фрагментація вихідних молекул з подальшими хімічними реакціями між радикалами може привести до утворення нових молекул. Крім того, імплантовані частинки, що бомбардують, також можуть внести свій вклад в хімію, формуючи нові молекулярні сполуки. Інші спостережені ефекти включають структурні зміни (ущільнення, аморфізацію) та десорбцію (розпорошення) частинок з поверхні. У CIMAP (Кан, Франція), з використанням різних пучків прискорювача важких іонів GANIL, та в GSI (Дармштадт, Німеччина) вивчалася взаємодія швидких високозаряджених важких іонів з астрофізичними льодами в широкому діапазоні енергій частинок, що бомбардують, від кеВ до ГеВ. У даній роботі детально обговорюються два приклади наших досліджень в області астрофізичних та астрохімічних застосувань: 1) синтез СОМ при опроміненні льодів, що складаються з малих молекул, і 2) радіочутливість СОМ, таких як піридин, гліцин і аденін, як для ізольованих молекул в газовій фазі, так і в конденсованій фазі. Особливу увагу приділено піридину і піридину у водній матриці.