Якщо сильно охолодити лід і опромінювати його ультрафіолетом, він буде вести себе як дуже в'язка рідина. Такого висновку дійшла група вчених з Японії, яка досліджувала дві форми льоду: звичайний водяний і аналог міжзоряного аморфного льоду, що складається з суміші води, метанолу та аміаку. Стаття дослідників опублікована в журналі.
Ультрафіолетове опромінення аморфного льоду (переважно водяного) в молекулярних хмарах або у зовнішній холодній частині протопланетних дисків може відігравати ключову роль у синтезі складних органічних речовин. Наприклад, недавні експерименти показали, що рібоза і пов'язані з нею цукру можуть бути синтезовані при ультрафіолетовому опроміненні аналога такого льоду, що складається з води, метанолу і аміаку. У новій роботі автори провели кілька експериментів з низькотемпеолог ного фотолізу на аналозі міжзоряного аморфного льоду.
Спочатку вчені провели серію експериментів, в яких вони облагали суміш з води, метанолу та аміаку в різних співвідношеннях (від 10 до 2:1:1) на мідний субстрат із золотим покриттям. Температура підтримувалася рівною приблизно десяти кельвін, зразок безперервно опромінювався ультрафіолетовими променями, отриманими за допомогою апарата низькотемпáного фотолізу PICACHU (абревіатура розшифровується як "Photochemistry in Interstellar Cloud for Astro-Chronicle in Hokido). Обложення, опромінення та охолодження припинялося, як тільки товщина отриманого аморфного льоду досягала декількох мікрометрів. Потім експериментатори спостерігали в оптичний мікроскоп за нагріванням зразка. Для порівняння були проведені експерименти, в яких попереднього опромінення ультрафіолетом не було.
Отриманий вченими лід спочатку мав гладку поверхню, яка почала тріскатися при температурі близько 60 кельвінів. При подальшому нагріванні (починаючи з температури 65 кельвінів) зразок почав кипіти і бульбашкатися. Утворення бульбашок, що складаються здебільшого з водню, тривало до температури 150 кельвінів, коли лід знову кристалізувався. При температурі близько 180 кельвінів лід сублімував, залишивши органічний матеріал зі слідами бульбашок. За словами авторів статті, процеси свідчать про те, що опромінений ультрафіолетом лід являв собою в'язку рідину. В "язкість цієї рідини вчені оцінили за швидкістю росту бульбашок, розраховане значення становить близько 4000 пуаз при температурі 90 кельвінів. Цікаво, що утворення бульбашок і органіки не спостерігалося у зразках, які не опромінювалися ультрафіолетом у процесі облоги.
Також фізики досліджували звичайний водяний лід, який вони опромінювали ультрафіолетом протягом довгого проміжку часу (від десяти хвилин до години) при температурі близько 10 кельвінів. В отриманих таким шляхом зразках при температурах від 50 до 140 кельвінів вчені спостерігали формування острівців аморфної рідкої фази льоду, які постійно змінювали форму і розповзалися по всьому обсягу матеріалу. За відсутності попереднього опромінення ефект не спостерігався, як і у випадку крижаної суміші.
Потік фотонів в експерименті вчених склав близько 1014 фотонів в секунду на сантиметр квадратний, що набагато більше, ніж потік через щільні молекулярні хмари (ауд 104), більше, ніж поточний сонячний потік (ауд 108) і порівняємо з потоком у зовнішньому шарі протопланетних дисків у зоряних кластерах (ауд 1015). Таким чином, якщо в даному процесі вирішальну роль відіграє доза поглиненого випромінювання, в молекулярних хмарах формування рідкої фази льоду і органічних сполук має відбуватися протягом сотень тисяч років, в той час як в протопланетних дисках воно може зайняти лічені дні.
Стаття вчених дозволяє краще зрозуміти механізм утворення органіки в протопланетних дисках і молекулярних хмарах і, в кінцевому рахунку, процес зародження життя на Землі, оскільки останній може бути багато в чому зобов'язаний існуванню такої міжпланетної органіки.
У кометах часто знаходять різноманітні органічні сполуки. Наприклад, алкоголь або гліцин.