Simulace mezihvězdných zrn prachu. Obrazový kredit: OSU. Klikni pro zvětšení.
Spisovatel science fiction Harlan Ellison jednou řekl, že nejběžnějšími prvky ve vesmíru jsou vodík a hloupost.
Zatímco verdikt je stále na úrovni hlouposti, vědci již dlouho věděli, že vodík je ve skutečnosti zdaleka nejhojnějším prvkem ve vesmíru. Když se dívají skrz své dalekohledy, vidí vodík v obrovských oblacích prachu a plynu mezi hvězdami - zejména v hustších oblastech, které se zhroutí, aby vytvořily nové hvězdy a planety.
Zůstalo však jedno tajemství: Proč je většina tohoto vodíku v molekulární formě? - se dvěma atomy vodíku spojenými dohromady - spíše než jeho jediná atomová forma? Odkud pochází veškerý molekulární vodík? Vědci z Ohio State University se nedávno rozhodli to zkusit.
Zjistili, že jeden zdánlivě malý detail - zda povrchy zrn mezihvězdného prachu jsou hladké nebo hrbolaté - by vysvětlil, proč je ve vesmíru tolik molekulárního vodíku. Výsledky oznámili na 60. mezinárodním sympoziu o molekulární spektroskopii, které se konalo na Ohio State University.
Vodík je nejjednodušší známý atomový prvek; skládá se pouze z jednoho protonu a jednoho elektronu. Vědci vždy považovali za samozřejmost existenci molekulárního vodíku při vytváření teorií o tom, odkud pocházejí všechny větší a propracovanější molekuly ve vesmíru. Nikdo však nedokázal vysvětlit, kolik tolik atomů vodíku bylo schopno tvořit molekuly - až dosud.
Pokud jde o výrobu molekulárního vodíku, ideální mikroskopický hostitelský povrch je menší než rovinnost Ohia a spíš panoráma Manhattanu.
Aby dva atomy vodíku měly dostatek energie, aby se mohly spojit v chladném dosahu vesmíru, musí se nejprve setkat na povrchu, vysvětlil Eric Herbst, významný profesor fyziky ve státě Ohio.
Ačkoli vědci předpokládali, že kosmický prach poskytuje nezbytný povrch pro takové chemické reakce, laboratorní simulace procesu nikdy nefungovaly. Přinejmenším nefungovali dostatečně dobře, aby vysvětlili plný výskyt molekulárního vodíku, který vědci vidí ve vesmíru.
Herbst, profesor fyziky, chemie a astronomie, se spojil s Hermou Cuppenovou, postdoktorandkou a Qiang Changem, studentem doktorského studia, oba ve fyzice, aby simulovali různé povrchy prachu v počítači. Poté modelovali pohyb dvou atomů vodíku, které se pohybovaly po různých površích, dokud si nenašli jeden druhého, aby vytvořily molekulu.
Vzhledem k množství prachu, o kterém si vědci myslí, že se vznáší ve vesmíru, dokázali vědci ve státě Ohio simulovat tvorbu správného množství vodíku, ale pouze na hrbolatých površích.
Pokud jde o výrobu molekulárního vodíku, ideální mikroskopický hostitelský povrch je - méně jako plochost Ohia a spíš jako panorama Manhattanu? Řekl Herbst.
Zdá se, že problém s minulými simulacemi je, že vždy předpokládali rovný povrch.
Cuppen chápe proč. „Pokud chcete něco vyzkoušet, začít s rovným povrchem je prostě rychlejší a snazší,“ ona řekla
Měla by to vědět. Je odborníkem na povrchovou vědu, přesto však sestavení modelu hrbolatého prachu trvalo měsíce a stále pracuje na jeho zdokonalení. Nakonec budou ostatní vědci schopni tento model použít k simulaci dalších chemických reakcí ve vesmíru.
Mezitím vědci z Ohio State spolupracují s kolegy z jiných institucí, kteří vyrábějí a používají skutečné hrbolaté povrchy napodobující strukturu kosmického prachu. Ačkoli částice prachu v reálném prostoru jsou malé jako zrnka písku, tyto větší povrchy s desetinnou velikostí umožní vědcům testovat, zda různé textury pomáhají molekulárnímu vodíku tvořit se v laboratoři.
Původní zdroj: OSU News Release
