Ученые Томского политехнического университета при поддержке федеральной программы Минобрнауки РФ «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и университеты» и госзадания «Наука» провели комплексное исследование спектров молекул газообразного силана и дейтерированного метана в отдельных участках инфракрасной области спектра с существенно более точными характеристиками, чем было известно ранее. Полученные данные могут быть полезны в планетологии для изучения атмосфер газовых планет-гигантов и их спутников, таких как Юпитер, Сатурн и Титан.
Результаты работы опубликованы в журналах Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer (Q2, IF: 2,3), Spectrochimica Acta - Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy (Q1, IF: 4.3).
Метан и силан являются одними из самых распространенных веществ во Вселенной. Они встречаются в атмосферах и на поверхности планет-гигантов на окраине солнечной системы и в целом ряде туманностей. Однако современные технологии не позволяют отправить человека так далеко в космос, увидеть и заснять, что именно там происходит.
«Спектроскопия позволяет изучить спектры электромагнитного излучения, которые возникают при переходах между энергетическими уровнями в атомах и молекулах. На основании этих данных можно сделать предположение о том, что происходит в микромире», — рассказывает соавтор исследований, профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Елена Бехтерева.
Физики Томского политеха совместно с зарубежными коллегами зафиксировали спектры газообразного силана и дейтерированного метана на Фурье-спектрометре. Затем ученые ТПУ с помощью ранее разработанного программного комплекса провели вращательно-колебательный анализ и рассчитали параметры эффективного гамильтониана.
«Важно понимать, что спектроскопия — это фундаментальная наука. У ученых-физиков есть базы данных спектральных линий. И результаты, полученные нами, пополнят эти базы данных. С ними любая задача астрофизики или планетологии становится выполнимой. Допустим, вы хотите узнать, что происходит в атмосфере Титана. С помощью межпланетной станции снимается спектр и передается ученым. Ученые сопоставляют полученную информацию с базами данных. Далее путем расчетов мы можем сделать выводы о том, например, какая температура на Титане, как она меняется и так далее. Чем детальнее мы изучим спектры различных молекул, тем точнее получим информацию об объектах, которые существуют далеко в космосе», — поясняет соавтор исследований, профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Ольга Громова.
Исследования проводились учеными Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ совместно с Брауншвейгским техническим университетом.
Информация предоставлена пресс-службой Томского политехнического университета
Источник фото: ru.123rf.com
