Tähtedevaheliste tolmuosade simulatsioon. Kujutise krediit: OSU. Pilt suuremalt.
Ulmekirjanik Harlan Ellison ütles kunagi, et universumi kõige tavalisemad elemendid on vesinik ja rumalus.
Ehkki kohtuotsus on endiselt rumaluse osas väljas, on teadlased juba ammu teadnud, et vesinik on tõepoolest kaugelt kõige rikkalikum element universumis. Kui nad oma teleskoopide kaudu läbi vaatavad, näevad nad vesinikku tähtede vahel asuvates suurtes tolmu- ja gaasipilvedes - eriti tihedamates piirkondades, mis varisevad kokku uute tähtede ja planeetide moodustamiseks.
Kuid on jäänud üks mõistatus: miks on suurem osa sellest vesiniku molekulist - koos kahe vesiniku aatomiga seotud -, mitte ühe aatomi kujul? Kust tuli kogu see molekulaarne vesinik? Ohio osariigi ülikooli teadlased otsustasid hiljuti proovida seda välja mõelda.
Nad avastasid, et üks näiliselt pisike detail - kas tähtedevaheliste tolmuosakeste pinnad on siledad või auklikud - võiks selgitada, miks universumis on nii palju molekulaarset vesinikku. Nad teatasid oma tulemustest Ohio osariigi ülikoolis peetud 60. rahvusvahelisel molekulaarspektroskoopia sümpoosionil.
Vesinik on kõige lihtsam teadaolev aatomielement; see koosneb ainult ühest prootonist ja ühest elektronist. Teadlased on teooriate kujundamisel selle kohta, kust pärit kõik universumi suuremad ja keerukamad molekulid, teadlased on molaarse vesiniku olemasolu alati iseenesestmõistetavaks pidanud. Kuid keegi ei suutnud selgitada, kui palju vesinikuaatomeid suutsid molekule moodustada - siiani.
Molekulaarse vesiniku valmistamiseks on ideaalne mikroskoopiline peremehe pind vähem sarnane Ohio tasasusega ja rohkem Manhattani siluetiga.
Et kahel vesinikuaatomil oleks piisavalt energiat sideme saamiseks kosmose külmades piirides, peavad nad esmalt kohtuma pinnal, selgitas Ohio osariigi austatud ülikooli füüsikaprofessor Eric Herbst.
Ehkki teadlased kahtlustasid, et kosmosetolm tagab sellisteks keemilisteks reaktsioonideks vajaliku pinna, ei töötanud protsessi laboratoorsed simulatsioonid kunagi. Vähemalt ei töötanud nad piisavalt hästi, et selgitada molekulaarse vesiniku täielikku arvukust, mida teadlased kosmoses näevad.
Füüsika, keemia ja astronoomiaprofessor Herbst ühendas järeldoktori Herma Cuppeni ja nii füüsika doktorandi Qiang Changiga, et simuleerida arvutis erinevaid tolmupindu. Seejärel modelleerisid nad kahte pinda vesistava vesinikuaatomi liikumist, kuni nad leidsid üksteise molekuli moodustamiseks.
Arvestades tolmu hulka, mis teadlaste arvates kosmoses hõljub, suutsid Ohio osariigi teadlased simuleerida õige vesiniku koguse loomist, kuid ainult konarlikel pindadel.
Molekulaarse vesiniku valmistamiseks on ideaalne mikroskoopiline peremehe pind vähem sarnane Ohio tasasusega ja rohkem Manhattani siluetiga? Ütles Herbst.
Näib, et varasemate simulatsioonide probleem on see, et nad eeldasid alati tasast pinda.
Cuppen mõistab, miks. ? Kui soovite midagi katsetada, on tasase pinnaga alustamine lihtsalt kiirem ja lihtsam ,? ta ütles
Ta peaks teadma. Ta on pinnateaduse ekspert, kuid konarliku tolmu mudeli kokkupanek võttis veel mitu kuud ja ta töötab selle viimistlemiseks edasi. Lõpuks saavad teised teadlased kasutada seda mudelit muude kosmose keemiliste reaktsioonide simuleerimiseks.
Vahepeal teevad Ohio osariigi teadlased koostööd teiste asutuste kolleegidega, kes toodavad ja kasutavad tegelikke konarlikke pindu, mis jäljendavad kosmose tolmu tekstuuri. Ehkki tõelised kosmose tolmuosakesed on nii väikesed kui liivaterad, võimaldavad need suuremad peenraha suurused pinnad teadlastel katsetada, kas erinevad tekstuurid aitavad molekulaarsel vesinikul laboris moodustuda.
Algne allikas: OSU pressiteade
