Ученые Самарского университета рассчитали характеристики излучения, которые помогут в поиске планет, пригодных для жизни

Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева рассчитали константы, характеризующие излучение, идущее, в том числе, от экзопланет, потенциально пригодных для жизни. Эти выводы представлены в статье “Rate constants for collision-induced emission of O2(a1Δg) with He, Ne, Ar, Kr, N2, CO2 and SF6 as collisional partners”, опубликованной в журнале “Physical Chemistry Chemical Physics”. Данная работа вызвала широкий интерес научного сообщества. Редакционная коллегия “Physical Chemistry Chemical Physics” включила ее в число наиболее ярких публикаций 2018 года.

Внимание к результатам эксперимента коллектива ученых Самарского университета, Самарского филиала ФИАН и международного университета Флориды обусловлено тем, что они позволяют проводить мониторинг электронно-возбужденного кислорода в синглетном состоянии. “Синглетный кислород – уникальная молекула, - говорит один из авторов исследования, профессор кафедры физики Самарского университета Валерий Азязов. - Она обладает громадным временем жизни - 74 минуты - в то время как большинство возбужденных молекул и атомов существуют мили и микро секунды. По этой причине количество фотонов, исходящих от синглетного кислорода, чрезвычайно мало, соответственно, молекула слабо светится. Из-за этого она плохо поддается исследованию даже высокочувствительными приемниками. Вдобавок столкновения с окружающими молекулами индуцирует радиационный переход в синглетном кислороде, что также усложняет его мониторинг в различных средах”.

Повышенное внимание к исследуемой молекуле объясняется тем, что она играет важную роль в химических и энергообменных процессах протекающих не только в атмосферах планет, но и в электроразрядных системах, в активных средах кислородно-йодных лазеров, в зонах горения, в биологических субстанциях. Эта молекула как индикатор показывает есть ли кислород, а значит, и жизнь на той или иной экзопланете. Однако для этого необходимо знать константы ее излучения. Именно их и определили ученые в ходе экспериментальных работ в лабораториях Самарского университета.

“Мы использовали фотоэлектронный умножитель для ИК-диапазона, лазерные системы и, конечно, свою методику для измерения констант скорости столкновительно-индуцированного излучения кислорода для значимых партнеров по столкновению - гелия, неона, аргона, криптона, азота, углекислого газа и элегаза, - рассказал Валерий Азязов. - Это позволило нам определить искомые константы с высокой точностью. Полученные данные необходимы не только для выявления роли синглетного кислорода в работе клеток живых организмов, но и для определения процентного соотношения содержания кислорода в атмосферах экзопланет”.

Сегодня ученые во всем мире только приступают к исследованию атмосфер и других характеристик обнаруженных экзопланет. Согласно открытым данным, на начало 2019 года выявлено 3976 экзопланет в 2971 планетной системе. Найденные константы позволят астрономам со всего мира зафиксировать излучение синглетного кислорода в атмосферах экзопланет и обнаружить, схожи ли их условия с жизнью на Земле.

«Приведенные нами в публикации константы скоростей излучения кислорода существенно облегчают задачу поиска и определения насыщенности синглетным кислородом той или иной живой клетки или атмосферы планеты, - заключил профессор. - Поэтому данная публикация и вызвала большой интерес научного сообщества», передает пресс-служба Самарского университета.