Tarpžvaigždinių dulkių grūdų modeliavimas. Vaizdo kreditas: OSU. Spustelėkite norėdami padidinti.
Mokslinės fantastikos rašytojas Harlanas Elisonas kartą sakė, kad dažniausiai Visatoje esantys elementai yra vandenilis ir kvailystė.
Nors verdiktas vis dar neskelbiamas dėl kvailumo apimties, mokslininkai jau seniai žinojo, kad vandenilis iš tiesų yra pats gausiausias elementas visatoje. Žvelgdami pro savo teleskopus, jie mato vandenilį didžiuliuose dulkių ir dujų debesyse tarp žvaigždžių? - ypač tankesniuose regionuose, kurie griūva ir sudaro naujas žvaigždes ir planetas.
Tačiau liko viena paslaptis: kodėl didžioji dalis šio vandenilio yra molekulinės formos? - su dviem vandenilio atomais, sujungtais kartu? -, o ne jo viena atominė forma? Iš kur atsirado tas molekulinis vandenilis? Ohajo valstijos universiteto tyrėjai neseniai nusprendė pabandyti tai išsiaiškinti.
Jie atrado, kad viena iš pažiūros maža detalė - ar tarpžvaigždinių dulkių grūdelių paviršiai yra lygūs, ar nelygūs - galėtų paaiškinti, kodėl visatoje yra tiek daug molekulinio vandenilio. Jie pranešė apie savo rezultatus 60-ajame tarptautiniame molekulinės spektroskopijos simpoziume, vykusiame Ohajo valstijos universitete.
Vandenilis yra paprasčiausias žinomas atominis elementas; jį sudaro tik vienas protonas ir vienas elektronas. Kurdami teorijas apie tai, iš kur atsirado visos didesnės ir sudėtingesnės molekulės Visatoje, mokslininkai visada laikė savaime suprantamu dalyku molekulinio vandenilio egzistavimą. Tačiau niekas negalėjo paaiškinti, kiek tiek vandenilio atomų sugebėjo sudaryti molekules - iki šiol.
Gaminant molekulinį vandenilį, idealus mikroskopinis šeimininko paviršius yra panašus į Ohajo lygumą ir labiau panašus į Manhatano panoramą.
Norėdami, kad du vandenilio atomai turėtų pakankamai energijos, kad galėtų jungtis šaltuose kosmoso pasiekimuose, jie pirmiausia turi susitikti paviršiuje, aiškino Ericas Herbstas, Ohajo valstijos gerbiamas universiteto fizikos profesorius.
Nors mokslininkai įtarė, kad kosminės dulkės suteikia būtiną paviršių tokioms cheminėms reakcijoms, laboratoriniai proceso modeliavimai niekada neveikė. Bent jau jie neveikė pakankamai gerai, kad paaiškintų visą molekulinio vandenilio gausą, kurią mokslininkai mato kosmose.
Fizikos, chemijos ir astronomijos profesorius Herbstas kartu su podoktorantūros tyrinėtoja Herma Cuppen ir fizikos doktorantu Qiang Chang imitavo skirtingus kompiuterio dulkių paviršius. Tada jie modeliavo dviejų vandenilio atomų, besisukančių išilgai skirtingų paviršių, judesį, kol jie rado vienas kitą ir sudarė molekulę.
Atsižvelgiant į dulkių kiekį, kuris, mokslininkų manymu, plūduriuoja kosmose, Ohajo valstijos tyrėjai sugebėjo imituoti tinkamo vandenilio kiekio sukūrimą, tačiau tik ant nelygių paviršių.
Gaminant molekulinį vandenilį, idealus mikroskopinis šeimininko paviršius yra panašus į Ohajo lygumą ir labiau panašus į Manheteno panoramą. Tarė Herbstas.
Panašu, kad ankstesnių modeliavimų problema yra ta, kad jie visada laikėsi lygaus paviršiaus.
Cuppenas supranta kodėl. ? Kai norite ką nors išbandyti, pradėti nuo lygaus paviršiaus yra tiesiog greičiau ir lengviau ,? Ji pasakė
Ji turėtų žinoti. Ji yra paviršiaus mokslo ekspertė, tačiau jai prireikė kelių mėnesių, kad surinktų neryškių dulkių modelį, ir ji vis dar stengiasi jį patobulinti. Galų gale kiti mokslininkai galės naudoti modelį imituoti kitas chemines reakcijas kosmose.
Tuo tarpu Ohajo valstijos mokslininkai bendradarbiauja su kitų institucijų kolegomis, gaminančiais ir naudojančius nelygius paviršius, imituojančius kosmoso dulkių tekstūrą. Nors tikros kosminių dulkių dalelės yra tokios smulkios kaip smėlio grūdeliai, šie didesni, bulvarinio dydžio paviršiai leis mokslininkams išbandyti, ar skirtingos tekstūros padeda molekuliniam vandeniliui susidaryti laboratorijoje.
Originalus šaltinis: OSU žinių laida
