Tähtien välisten pölyjyvien simulointi. Kuvan luotto: OSU. Klikkaa suurentaaksesi.
Tieteiskirjailija Harlan Ellison sanoi kerran, että yleisimmät universumin elementit ovat vety ja tyhmyys.
Vaikka tuomiota ei vieläkään käytetä tyhmyydestä, tutkijat ovat jo kauan tienneet, että vety on todellakin ylivoimaisesti maailmankaikkeuden runsain alkuaine. Kun he vertaisvat kaukoputkensa läpi, he näkevät vetyä valtavissa pöly- ja kaasupilvissä tähtien välillä? - etenkin tiheämmillä alueilla, jotka romahtavat muodostaen uusia tähtiä ja planeettoja.
Mutta yksi mysteeri on säilynyt: miksi suuri osa siitä vedystä on molekyylimuodossa? - kahdella vetyatomilla sidottu toisiinsa? - sen sijaan, että se olisi ainoa atomimuoto? Mistä kaikki tuo molekyylivety tuli? Ohion osavaltion yliopiston tutkijat päättivät äskettäin yrittää selvittää sen.
He löysivät, että yksi näennäisesti pieni yksityiskohta - olipa tähtienvälisten pölyjyvien pinnat sileät tai kohokas - voisi selittää miksi maailmankaikkeudessa on niin paljon molekyylivetyä. He kertoivat tuloksistaan 60. kansainvälisessä molekyylispektroskopiaa käsittelevässä symposiumissa, joka pidettiin Ohion osavaltion yliopistossa.
Vety on yksinkertaisin tunnettu atomielementti; se koostuu vain yhdestä protonista ja yhdestä elektronista. Tutkijat ovat aina pitäneet itsestään selvänä molekyylin vedyn olemassaoloa muodostettaessa teorioita siitä, mistä kaikki maailmankaikkeuden suuret ja yksityiskohtaisemmat molekyylit ovat kotoisin. Mutta kukaan ei voinut selittää, kuinka monta vetyatomia pystyivät muodostamaan molekyylejä - toistaiseksi.
Kun kyse on molekyylivetystä, ihanteellinen mikroskooppinen isäntäpinta on vähemmän kuin Ohion tasoisuus ja enemmän kuin Manhattanin taivaanranta.
Jotta kahdella vetyatomilla olisi tarpeeksi energiaa sitoutumiseen avaruuden kylmissä rajoissa, heidän on ensin tapauduttava pinnalla, selitti Ohioin osavaltion arvostettu yliopiston fysiikan professori Eric Herbst.
Vaikka tutkijat epäilivät, että avaruuspöly tarjosi tarvittavan pinnan tällaisille kemiallisille reaktioille, prosessin laboratoriosimulaatiot eivät koskaan toimineet. Ainakaan ne eivät toimineet riittävän hyvin selittääkseen molekyylin vedyn täydellistä määrää, jonka tutkijat näkevät avaruudessa.
Fysiikan, kemian ja tähtitieteen professori Herbst liittyi tutkijatohtorin Herma Cuppenin ja fysiikan jatko-opiskelijan Qiang Changin kanssa simuloidakseen tietokoneen erilaisia pölypintoja. Sitten he mallitsivat kahden vetyatomin liikkumista, jotka romahtavat eri pintoja pitkin, kunnes löysivät toisensa muodostaen molekyylin.
Ottaen huomioon tutkijoiden mielestä avaruudessa kelluvan pölyn määrä, Ohion osavaltion tutkijat pystyivät simuloimaan oikean määrän vedyn syntymistä, mutta vain kuoppaisilla pinnoilla.
Kun kyse on molekyylivetystä, ihanteellinen mikroskooppinen isäntäpinta on vähemmän kuin Ohion tasoisuus ja enemmän kuin Manhattanin taivaanranta. Herbst sanoi.
Näyttää siltä, että aikaisempien simulaatioiden ongelma on, että ne olettivat aina tasaisen pinnan.
Cuppen ymmärtää miksi. ? Kun haluat testata jotain, aloittaminen tasaisesta pinnasta on vain nopeampaa ja helpompaa ,? hän sanoi
Hänen pitäisi tietää. Hän on pinta-alan asiantuntija, mutta kuoppaisen pölymallin kokoaminen kesti silti kuukausia, ja hän edelleen kehittää sitä. Lopulta muut tutkijat pystyvät käyttämään mallia jäljittelemään muita avaruuden kemiallisia reaktioita.
Sillä välin Ohion osavaltion tutkijat tekevät yhteistyötä muiden instituutioiden kollegoiden kanssa, jotka tuottavat ja käyttävät todellisia kuoppia pintoja, jotka jäljittelevät avaruuspölyn tekstuuria. Vaikka todelliset avaruuspölyhiukkaset ovat niin pieniä kuin hiekkajyvät, nämä suuremmat, sentin kokoiset pinnat antavat tutkijoille mahdollisuuden testata, auttavatko erilaiset rakenteet molekyylin vedyn muodostumista laboratoriossa.
Alkuperäinen lähde: OSU-lehdistötiedote
