Simulácia medzihviezdnych zŕn prachu. Obrazový kredit: OSU. Klikni na zväčšenie.
Spisovateľ sci-fi Harlan Ellison kedysi povedal, že najbežnejšími prvkami vo vesmíre sú vodík a hlúposť.
Zatiaľ čo verdikt stále vychádza z množstva hlúposti, vedci už dávno vedeli, že vodík je skutočne zďaleka najhojnejším prvkom vo vesmíre. Keď sa pozerajú cez svoje ďalekohľady, vidia vodík v obrovských oblakoch prachu a plynu medzi hviezdami - najmä v hustejších oblastiach, ktoré sa zrútia, aby vytvorili nové hviezdy a planéty.
Zostalo však jedno tajomstvo: prečo je väčšina tohto vodíka v molekulárnej forme - s dvoma atómami vodíka viazanými dokopy? Odkiaľ pochádza všetok tento molekulárny vodík? Vedci z Ohio State University sa nedávno rozhodli vyskúšať to.
Zistili, že jeden zdanlivo malý detail - či už sú povrchy zŕn medzihviezdneho prachu hladké alebo hrboľaté - by mohol vysvetliť, prečo je vo vesmíre toľko molekulárneho vodíka. Svoje výsledky uviedli na 60. medzinárodnom sympóziu o molekulárnej spektroskopii, ktoré sa konalo na Ohio State University.
Vodík je najjednoduchším známym atómovým prvkom; pozostáva iba z jedného protónu a jedného elektrónu. Vedci vždy považovali existenciu molekulárneho vodíka za samozrejmé, keď formovali teórie o tom, odkiaľ pochádzajú všetky väčšie a prepracovanejšie molekuly vo vesmíre. Nikto však nedokázal vysvetliť, koľko atómov vodíka bolo schopných tvoriť molekuly - až doteraz.
Pokiaľ ide o výrobu molekulárneho vodíka, ideálny mikroskopický povrch hostiteľa je menej ako rovina Ohia a skôr panoráma Manhattanu.
Aby dva atómy vodíka mali dostatok energie na spojenie v chladnom dosahu vesmíru, musia sa najprv stretnúť na povrchu, vysvetlil Eric Herbst, významný profesor fyziky na štáte Ohio.
Vedci sa domnievali, že vesmírny prach poskytuje potrebný povrch pre takéto chemické reakcie, laboratórne simulácie procesu však nikdy nefungovali. Aspoň nefungovali dostatočne dobre na to, aby vysvetlili plné množstvo molekulárneho vodíka, ktorý vedci vidia vo vesmíre.
Herbst, profesor fyziky, chémie a astronómie, sa spojil s Hermou Cuppen, postdoktorandkou a doktorom Qiang Changom, doktorátom fyziky, ktorý simuluje rôzne povrchy prachu v počítači. Potom modelovali pohyb dvoch atómov vodíka, ktoré padali pozdĺž rôznych povrchov, až kým sa navzájom nenašli, aby vytvorili molekulu.
Vzhľadom na množstvo prachu, ktoré podľa vedcov vznášajú vo vesmíre, vedci z štáte Ohio dokázali simulovať tvorbu správneho množstva vodíka, ale iba na hrbolatých povrchoch.
Pokiaľ ide o výrobu molekulárneho vodíka, ideálny mikroskopický povrch hostiteľa je - menej ako plochosť Ohia a skôr panoráma Manhattanu? Povedal Herbst.
Zdá sa, že problém s minulými simuláciami je, že vždy vychádzali z rovnej plochy.
Cuppen chápe prečo. „Ak chcete niečo vyskúšať, začať s rovným povrchom je rýchlejšie a ľahšie.“ povedala
Mala by vedieť. Je odborníčkou v oblasti povrchovej vedy, napriek tomu jej zostavenie modelu hrboľného prachu ešte trvalo mesiace a stále pracuje na jeho zdokonalení. Nakoniec budú ostatní vedci schopní tento model použiť na simuláciu ďalších chemických reakcií v priestore.
Medzitým vedci z štáte Ohio spolupracujú s kolegami z iných inštitúcií, ktorí vyrábajú a používajú skutočné hrboľaté povrchy, ktoré napodobňujú textúru vesmírneho prachu. Hoci sú častice prachu v skutočnom vesmíre také malé ako zrnká piesku, tieto väčšie povrchy s rozmermi desatinných miest umožní vedcom testovať, či rôzne textúry pomáhajú molekulárnemu vodíka tvoriť sa v laboratóriu.
Pôvodný zdroj: OSU News Release
