Макромолекули на Венері

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Звісно, макромолекули бувають різні. І головна їхня відмінність від звичайних молекул полягає в тому, що вони, як правило, містять дуже багато атомів — до мільйона — у складі молекули полімеру. Останнє означає, що є деякий вихідний мономер — один чи кілька різних атомів, і це мономер багаторазово повторюється у структурі молекули. Тоді вона з повним правом може іменуватися з почесною приставкою “макро-“.

А питання про макромолекули виникло в ході експериментів за проектом «Вега», коли автоматичні міжпланетні станції проходили повз знамениту Ранкову зірку. У програму польоту входило вивчення атмосфери Венери за допомогою посадочних апаратів та приладів, встановлених на їхньому борту.

Астрономи провели за цією програмою унікальний експеримент. Оскільки спуск посадочних апаратів на Венеру проходив уночі, тобто майже в абсолютній темряві, то звичайні методи спектрометрії аналізу газів тут не годилися. Тому вчені вирішили застосувати новий метод — активну спектрометрію прямо на борту корабля.

Технічно здійснити це було нелегко, хоча сама ідея може здатися простою: імпульсна ультрафіолетова лампа висвітлює пробу суміші атмосферних газів завтовшки 1,7 метра, а за пробою ультрафіолетовий спектрометр. Оскільки спектр випромінювання заздалегідь заданий, то на виході достатньо виділити та виміряти смуги поглинання. Далі інформація про ці смуги у стислому вигляді передавалася на Землю. Задум вчених повністю виправдався, хоча результати експерименту викликають сумніви та роздуми.

Коли тільки готувалися до польоту, то очікували, що основним поглиначем ультрафіолету в атмосфері може бути ангідрид сірчистої кислоти (атом сірки плюс два атоми кисню). Але фактичний спектр поглинання, що прийшов через космос, виявився зовсім іншим. Почали думати, на що він схожий. Провели модельні досліди у лабораторії, зробили розрахунки. По всьому виходило, що це восьмиатомна сірка. У такому вигляді вона, до речі, зустрічається і на Землі — її вісім атомів у молекулі замкнуті у цикл, тобто у кільце. Одним словом, полімер як полімер.

Незвичайно, однак, що на висоті 25-45 кілометрів в атмосфері Венери цієї вільної циклічної сірки виявляється дуже багато. Досі вважали, що її там має бути приблизно в сто разів менше.