Simulering af interstellære støvkorn. Billedkredit: OSU. Klik for at forstørre.
Science fiction-forfatter Harlan Ellison sagde engang, at de mest almindelige elementer i universet er brint og dumhed.
Mens dommen stadig er ude af omfanget af dumhed, har videnskabsmænd længe vidst, at brint faktisk er det langt mest rigelige element i universet. Når de kigger gennem deres teleskoper, ser de brint i de store skyer af støv og gas mellem stjerner? - især i de tættere regioner, der kollapser for at danne nye stjerner og planeter.
Men et mysterium er tilbage: Hvorfor er meget af dette brint i molekylær form? - med to hydrogenatomer bundet sammen? - snarere end dets enkelte atomform? Hvor kom alt det molekylære brint fra? Ohio State University-forskere besluttede for nylig at prøve at finde ud af det.
De opdagede, at en tilsyneladende lille detalje - uanset om overfladerne på interstellar støvkorn er glatte eller ujævn - kunne forklare, hvorfor der er så meget molekylært brint i universet. De rapporterede om deres resultater på det 60. internationale symposium om molekylær spektroskopi, der blev afholdt ved Ohio State University.
Hydrogen er det mest kendte atomelement; det består af kun en proton og en elektron. Forskere har altid taget for givet eksistensen af molekylært brint, når de danner teorier om, hvor alle de større og mere detaljerede molekyler i universet kom fra. Men ingen kunne forklare, hvordan så mange hydrogenatomer var i stand til at danne molekyler - indtil nu.
Når det kommer til at fremstille molekylært brint, er den ideelle mikroskopiske værtsoverflade? Mindre som Ohio's fladhed og mere som en Manhattan-skyline.
For at to hydrogenatomer skal have nok energi til at binde sig sammen i de kolde rækker af rummet, skal de først mødes på en overflade, forklarede Eric Herbst, distribueret universitetsprofessor i fysik i Ohio State.
Selvom forskere havde mistanke om, at rumstøv gav den nødvendige overflade til sådanne kemiske reaktioner, fungerede laboratoriesimuleringer af processen aldrig. I det mindste fungerede de ikke godt nok til at forklare den fulde overflod af molekylært brint, som forskere ser i rummet.
Herbst, professor i fysik, kemi og astronomi, kom sammen med Herma Cuppen, en postdoktorisk forsker, og Qiang Chang, en doktorand, begge i fysik, for at simulere forskellige støvoverflader på en computer. De modellerede derefter bevægelsen af to hydrogenatomer, der tumlede langs de forskellige overflader, indtil de fandt hinanden til at danne et molekyle.
I betragtning af den mængde støv, som forskere mener, flyder i rummet, kunne Ohio State-forskerne simulere oprettelsen af den rigtige mængde brint, men kun på ujævne overflader.
Når det kommer til at fremstille molekylært brint, er den ideelle mikroskopiske værtsoverflade? Mindre som Ohio's fladhed og mere som en Manhattan-skyline ,? Sagde Herbst.
Problemet med tidligere simuleringer er, som det ser ud, at de altid har en flad overflade.
Cuppen forstår hvorfor. ? Når du vil teste noget, er det hurtigere og lettere at starte med en plan overflade? hun sagde
Hun skulle vide det. Hun er ekspert i overfladevidenskab, men det tog stadig hendes måneder at samle den ujævne støvmodel, og hun arbejder stadig på at forfine den. Til sidst vil andre forskere kunne bruge modellen til at simulere andre kemiske reaktioner i rummet.
I mellemtiden samarbejder forskere i Ohio State med kolleger på andre institutioner, der producerer og bruger faktiske ujævne overflader, der efterligner strukturen i rumstøv. Selvom støvpartikler i ægte rum er så små som sandkorn, vil disse større, dime-store overflader give forskere mulighed for at teste, om forskellige strukturer hjælper molekylært brint med at dannes i laboratoriet.
Originalkilde: OSU-nyhedsudgivelse
