В тёмных, холодных облаках космоса, где рождаются звёзды, пылинки покрываются тонким слоем льда. Этот лёд — не просто замёрзшая вода, а смесь разных молекул: угарный газ, углекислый газ, азот и другие. Долгое время астрономы не могли найти в этом льду закись азота (N2O) — тот самый «веселящий газ», который используют в медицине. Его искали ещё с запуска инфракрасной обсерватории ISO в 1995 году, но безуспешно.
Теперь телескоп Джеймса Уэбба с его чувствительными приборами позволил заглянуть глубже. Учёные взяли спектры 50 протозвёзд — объектов, которые только начинают светиться. В этих спектрах они искали характерную полосу поглощения закиси азота на длине волны около 4,45 микрометра. Чтобы точно её распознать, они заранее приготовили в лаборатории лёд с разными пропорциями N2O, CO2, CO и N2 и измерили, как он поглощает инфракрасный свет.
Результат: впервые закись азота надёжно обнаружена в твёрдом виде у 16 протозвёзд. Причём сидит она не в глубине ледяной корки, а в её внешнем, неполярном слое, где много угарного газа и азота. Доля N2O там небольшая — от 0,2 до 2,1 процента по сравнению с угарным газом. Это как найти щепотку соли в миске с сахаром: немного, но важно.
Открытие помогает понять, какие вещества были в нашем «строительном материале» до образования планет. Возможно, часть азота и кислорода, из которых состоит жизнь, прошла через стадию таких ледяных зёрен. Теперь у астрономов есть надёжный способ искать закись азота в других холодных облаках и следить, как она меняется по мере рождения новых звёзд.
Закись азота в космосе — это тот же газ, который стоматологи используют для лёгкого наркоза, только замороженный в лёд при температуре около -260°C.
В романе Артура Кларка «2010: Одиссея два» на Европе подо льдом скрывается океан, где могут идти необычные химические реакции — подобно тому, как в ледяных мантиях протозвёзд рождаются молекулы, важные для будущей жизни.