Моделирование межзвездных частиц пыли. Имиджевый кредит: ОГУ. Нажмите, чтобы увеличить.
Научный фантаст Харлан Эллисон однажды сказал, что наиболее распространенными элементами во вселенной являются водород и глупость.
Несмотря на то, что вердикт по поводу глупости еще не вынесен, ученые давно знают, что водород действительно является самым распространенным элементом во вселенной. Когда они смотрят в свои телескопы, они видят водород в огромных облаках пыли и газа между звездами - особенно в более плотных областях, которые разрушаются, образуя новые звезды и планеты.
Но остается одна загадка: почему большая часть этого водорода в молекулярной форме? - с двумя атомами водорода, связанными вместе? - а не его единственная атомная форма? Откуда взялся весь этот молекулярный водород? Исследователи из Университета штата Огайо недавно решили попытаться выяснить это.
Они обнаружили, что одна, казалось бы, крошечная деталь - гладкие или неровные поверхности межзвездных пылевых частиц - может объяснить, почему во Вселенной так много молекулярного водорода. Они сообщили о своих результатах на 60-м Международном симпозиуме по молекулярной спектроскопии, состоявшемся в Университете штата Огайо.
Водород - самый простой из известных атомных элементов; он состоит только из одного протона и одного электрона. Ученые всегда считали само собой разумеющимся существование молекулярного водорода, когда формировали теории о том, откуда появились все более крупные и сложные молекулы во Вселенной. Но никто не мог объяснить, как много атомов водорода смогли сформировать молекулы - до сих пор.
Когда дело доходит до получения молекулярного водорода, идеальная микроскопическая поверхность хозяина «меньше похожа на плоскость Огайо и больше похожа на горизонт Манхэттена».
Чтобы два атома водорода имели достаточно энергии для связи в холодных пространствах, им сначала нужно встретиться на поверхности, пояснил Эрик Хербст, выдающийся профессор университета в штате Огайо.
Хотя ученые подозревали, что космическая пыль обеспечивала необходимую поверхность для таких химических реакций, лабораторное моделирование процесса никогда не работало. По крайней мере, они не работали достаточно хорошо, чтобы объяснить полное содержание молекулярного водорода, которое ученые видят в космосе.
Хербст, профессор физики, химии и астрономии, присоединился к Херме Куппен, докторантуре, и Цян Чангу, докторантуре, как физике, чтобы моделировать различные поверхности пыли на компьютере. Затем они смоделировали движение двух атомов водорода, падающих вдоль разных поверхностей, пока не нашли друг друга, чтобы сформировать молекулу.
Учитывая количество пыли, которое ученые считают плавающим в космосе, исследователи из штата Огайо смогли смоделировать создание необходимого количества водорода, но только на неровных поверхностях.
Когда дело доходит до получения молекулярного водорода, идеальная микроскопическая поверхность хозяина «меньше похожа на плоскость Огайо и больше похожа на горизонт Манхэттена». Хербст сказал.
Кажется, проблема прошлых симуляций заключается в том, что они всегда предполагали плоскую поверхность.
Куппен понимает почему. «Когда вы хотите что-то проверить, начинать с плоской поверхности просто быстрее и проще» она сказала
Она должна знать. Она - эксперт в области наук о поверхности, но все же ей потребовались месяцы, чтобы собрать модель ухабистой пыли, и она все еще работает над ее усовершенствованием. В конце концов, другие ученые смогут использовать модель для моделирования других химических реакций в космосе.
Тем временем ученые штата Огайо сотрудничают с коллегами из других учреждений, которые производят и используют фактические неровные поверхности, которые имитируют текстуру космической пыли. Хотя реальные частицы космической пыли столь же малы, как песчинки, эти более крупные поверхности размером с десять центов позволят ученым проверить, помогают ли различные текстуры молекулярному водороду образовываться в лаборатории.
Первоисточник: Выпуск новостей ОГУ
