Для исследования химического состава звезд и межзвездной среды ученые используют телескопы со спектрометрами, разлагая свет звезд на отдельные спектральные составляющие, и регистрируют интенсивность излучения на каждой длине волны. Полученная информация предстает в виде пиков или полос на определенных длинах волн, на которых атомы и молекулы, присутствующие в космическом пространстве, испускают или поглощают электромагнитное излучение. Фактически полосы в спектре представляют собой «подпись» или «отпечаток пальцев» определенного атома или молекулы. Чтобы установить, кто конкретно «населяет» изучаемые области, исследователи сравнивают интенсивность, ширину и положение этих полос с аналогичными характеристиками известных молекул.
Еще в 1919 году астрономы обратили внимание на присутствие серий необычайно широких полос поглощения в видимом и инфракрасном диапазонах, наложенных на эмиссионные спектры некоторых звезд. Эти провалы указывают на присутствие какого-то загадочного вещества, находящегося в диффузных облаках в межзвездном пространстве между заезд ой и наблюдателем. Особенности этого спектра, получившие название «диффузных межзвездных полос поглощения» (ДМПП), наиболее точно говорят о химическом составе диффузной межзвездной среды. Однако, несмотря на десятилетия усилий, пока не обнаружили ни одной такой полосы, которая соответствовала бы определенной молекуле.
Вместе с тем за последние 10 лет удалось добиться значительного прогресса: астрономы научились гораздо точнее отличать полосы поглощения, возникающие за счет диффузной межзвездной среды, от фонового «шума» молекул, входящих в состав звезд и земной атмосферы. Этот прогресс выразился также и в резком увеличении количества выявленных загадочных полос:
15 лет назад были известны лишь 35 ДМПП, а сейчас хорошо изучены ДМПП на различных длинах волн — от голубой части видимого спектра до ближнего ИК-диапазона.
Но каковы бы ни были эти молекулы, астрономы полагают, что они должны отличаться от молекул, встречающихся в космическом пространстве в силу крайней суровости условий диффузной межзвездной среды. Яркое излучение звезд, не задерживаемое космической пылью, должно постоянно бомбардировать молекулы фотонами ультрафиолетового излучения. Этого должно быть достаточно для расщепления простых молекул на атомы и другие составные части, а более крупные молекулы могут терять электроны и превращаться в ионы. Вполне вероятно, что диффузная межзвездная среда содержит ионы или свободные радикалы. Лет десять назад примерно половина всех астрономов, интересующихся данным вопросом, полагала, что ДМПП возникают благодаря твердым частичкам углерода. Сейчас большинство видит источник их возникновения в углеродосодержащих молекулах. Существуют свидетельства, позволяющие предположить, что ДМПП образованы большими молекулами, возможно, на углеродной основе, а не просто частицами пыли. Но с уверенностью можно сказать лишь одно: ДМПП возникают не из-за присутствия какой-то одной таинственной молекулы, как когда-то думали многие.
