Simulacija međuzvjezdanih zrnaca prašine. Kreditna slika: OSU. Klikni za veću sliku
Pisac znanstvene fantastike Harlan Ellison jednom je rekao da su najčešći elementi u svemiru vodik i glupost.
Dok presuda još uvijek iznosi volumen gluposti, znanstvenici su odavno znali da je vodik doista najobilniji element u svemiru. Kad zaviru kroz svoje teleskope, vide vodik u ogromnim oblacima prašine i plinova između zvijezda? - posebno u gušćim regijama koje se urušavaju u tvorbu novih zvijezda i planeta.
Ali ostala je jedna misterija: zašto je velik dio tog vodika u molekularnom obliku - s dva vodikova atoma spojena zajedno? - nego njegov pojedinačni atomski oblik? Odakle potječe sav taj molekularni vodik? Istraživači sa Sveučilišta Ohio nedavno su odlučili pokušati to otkriti.
Otkrili su da jedan naizgled sitan detalj - jesu li površine međuzvjezdanih zrna prašine glatke ili neravnine - može objasniti zašto u svemiru postoji toliko molekularnog vodika. Izvijestili su o svojim rezultatima na 60. međunarodnom simpozijumu o molekularnoj spektroskopiji, održanom na Sveučilištu Ohio State.
Vodik je najjednostavniji poznati atomski element; sastoji se od samo jednog protona i jednog elektrona. Znanstvenici su uvijek uzimali zdravo za gotovo postojanje molekularnog vodika prilikom formiranja teorija o tome odakle dolaze sve veće i složenije molekule u svemiru. Ali nitko nije mogao objasniti koliko je toliko atoma vodika u stanju stvoriti molekule - do sada.
Kada je riječ o stvaranju molekularnog vodika, idealna mikroskopska površina domaćina manje je slična ravnosti Ohija i više je poput obrisa Manhattana.
Da bi dva vodikova atoma imala dovoljno energije da se vežu u hladnim dosezima prostora, prvo se moraju susresti na površini, objasnio je Eric Herbst, ugledni sveučilišni profesor fizike u državi Ohio.
Iako su znanstvenici sumnjali da svemirska prašina daje potrebnu površinu za takve kemijske reakcije, laboratorijske simulacije procesa nikad nisu djelovale. U najmanju ruku, nisu dovoljno funkcionirali kako bi objasnili puno obilje molekularnog vodika koje znanstvenici vide u svemiru.
Herbst, profesor fizike, kemije i astronomije, pridružio se Hermi Cuppen, postdoktorskom istraživaču, i Qiang Changu, doktorandu, obje fizike, kako bi simulirali različite površine prašine na računalu. Zatim su modelirali gibanje dva atoma vodika koji se prelaze duž različitih površina dok nisu pronašli jedan drugog kako bi formirali molekulu.
S obzirom na količinu prašine za koju znanstvenici misle da lebdi u svemiru, istraživači države Ohio uspjeli su simulirati stvaranje prave količine vodika, ali samo na neravnim površinama.
Kada je u pitanju stvaranje molekularnog vodika, idealna mikroskopska površina domaćina manje je slična ravnosti Ohija i više poput obrisa Manhattana, Reče Herbst.
Čini se da je problem s prethodnim simulacijama to što su uvijek pretpostavljale ravnu površinu.
Cuppen razumije zašto. ? Kad nešto želite testirati, započeti s ravnom površinom jednostavno je brže i lakše ,? rekla je
Trebala bi znati. Ona je stručnjak za znanost o površini, no trebalo joj je nekoliko mjeseci da sastavi model kosih prašina, a još uvijek radi na pročišćenju. Na kraju će i drugi znanstvenici moći koristiti model za simulaciju drugih kemijskih reakcija u svemiru.
U međuvremenu, znanstvenici države Ohio surađuju s kolegama iz drugih institucija koji proizvode i koriste stvarne neravne površine koje oponašaju teksturu svemirske prašine. Iako su čestice stvarne svemirske prašine male poput zrnca pijeska, ove veće površine veličine dimeta omogućit će znanstvenicima da provjere pomažu li različite teksture molekularnim vodikom u laboratoriju.
Izvorni izvor: OSU News Release
