Вокруг белых карликов существует другая химия

Группа финских специалистов по квантовой химии из Университета Осло опубликовала в журнале Science статью, в которой утверждается, что сильные магнитные поля в звездах могут привести к появлению необычных молекул и возникновению непривычных химических процессов. То есть, элементы в этих молекулах те же, все они присутствуют в таблице Менделеева, но выглядеть при этом могут совершенно иначе. 

Вдобавок к таким видам внутримолекулярной связи, как ковалентная, при которой два атома делят одну электронную пару на двоих или ионная, когда электрон перескакивает от одного атома к другому, химики из Осло во главе с Трюгве Хельгакером совершенно случайно обнаружили, что может существовать новый, неизвестный ранее вид связывания. 

Проведя компьютерное моделирование процессов, происходящих с молекулой водорода в сильном магнитном поле в 100 000 тесла (примерно в десять тысяч раз сильнее магнитного поля Земли), они обнаружили, что при переходе электронов из основного состояния в возбужденное, молекула не распадается на атомы, как о том пишут учебники по химии, а продолжает оставаться молекулой. Суть этой новой, «магнитной», связи сводится к тому, что, хотя спины электронов в паре и выравниваются по полю, что привело бы к распаду молекулы в обычных условиях, – когда действуют электростатические силы, – усилившееся магнитное взаимодействие удерживает ее в целости. 

Тот же вид связи ученые обнаружили и у гелия – одноатомного элемента. Сильное магнитное поле, оказывается, может создавать гелиевые молекулы более чем из одного атома.

Такие мощные поля в реальности существуют, например, в белых карликах. Возможно, как показывают расчеты группы Хельгакера, они создают условия для совсем других химических процессов и рождения неизвестных науке молекул. Связи между атомами становятся короче и крепче, молекулы уменьшаются в размерах на 25%, меняют свой энергетический спектр, и химические реакции между ними должны протекать совершенно иначе.

Ученые, впрочем, предупреждают, что нужно провести не одно дополнительное исследование, прежде чем можно будет сказать, что открытая ими связь может быть реализована в звездных атмосферах. Например, еще не понятно, как на эту связь подействуют сверхвысокие температуры, царящие там.