Simulazione di granelli interstellari di polvere. Credito immagine: OSU. Clicca per ingrandire.
Lo scrittore di fantascienza Harlan Ellison una volta disse che gli elementi più comuni nell'universo sono l'idrogeno e la stupidità.
Mentre il verdetto è ancora sul volume della stupidità, gli scienziati sanno da tempo che l'idrogeno è di gran lunga l'elemento più abbondante nell'universo. Quando scrutano attraverso i loro telescopi, vedono idrogeno nelle vaste nuvole di polvere e gas tra le stelle? - specialmente nelle regioni più dense che stanno collassando per formare nuove stelle e pianeti.
Ma è rimasto un mistero: perché gran parte di quell'idrogeno in forma molecolare? - con due atomi di idrogeno legati insieme? - piuttosto che la sua singola forma atomica? Da dove proviene tutto quell'idrogeno molecolare? I ricercatori della Ohio State University hanno recentemente deciso di provare a capirlo.
Hanno scoperto che un dettaglio apparentemente minuscolo - se le superfici dei granelli di polvere interstellare sono lisce o irregolari - potrebbe spiegare perché c'è così tanto idrogeno molecolare nell'universo. Hanno riferito i loro risultati al 60 ° Simposio internazionale sulla spettroscopia molecolare, tenutosi presso la Ohio State University.
L'idrogeno è l'elemento atomico più semplice che si conosca; è costituito da un solo protone e un elettrone. Gli scienziati hanno sempre dato per scontato l'esistenza dell'idrogeno molecolare quando hanno formulato teorie sulla provenienza di tutte le molecole più grandi ed elaborate nell'universo. Ma nessuno poteva spiegare quanti atomi di idrogeno fossero in grado di formare molecole - fino ad ora.
Quando si tratta di produrre idrogeno molecolare, la superficie microscopica ideale dell'ospite è "meno simile alla planarità dell'Ohio e più simile a uno skyline di Manhattan".
Affinché due atomi di idrogeno abbiano abbastanza energia per legarsi nelle zone fredde dello spazio, devono prima incontrarsi su una superficie, ha spiegato Eric Herbst, distinto professore di fisica dell'Università dell'Ohio.
Sebbene gli scienziati sospettassero che la polvere spaziale fornisse la superficie necessaria per tali reazioni chimiche, le simulazioni di laboratorio del processo non hanno mai funzionato. Almeno, non hanno funzionato abbastanza bene per spiegare la piena abbondanza di idrogeno molecolare che gli scienziati vedono nello spazio.
Herbst, professore di fisica, chimica e astronomia, si unì a Herma Cuppen, ricercatrice post dottorato, e Qiang Chang, uno studente di dottorato, entrambi in fisica, per simulare diverse superfici di polvere su un computer. Hanno quindi modellato il movimento di due atomi di idrogeno che rotolano lungo le diverse superfici fino a quando non si trovano l'un l'altro per formare una molecola.
Data la quantità di polvere che gli scienziati ritengono stia galleggiando nello spazio, i ricercatori dello stato dell'Ohio sono stati in grado di simulare la creazione della giusta quantità di idrogeno, ma solo su superfici accidentate.
Quando si tratta di produrre idrogeno molecolare, la superficie microscopica ideale dell'ospite è "meno simile alla planarità dell'Ohio e più simile a uno skyline di Manhattan"? Disse Herbst.
Il problema con le simulazioni passate, a quanto pare, è che hanno sempre assunto una superficie piana.
Cuppen capisce perché. ? Quando vuoi testare qualcosa, iniziare con una superficie piana è semplicemente più veloce e più facile? lei disse
Lei dovrebbe sapere. È esperta in scienze di superficie, eppure ci sono voluti ancora mesi per assemblare il modello di polvere accidentata e sta ancora lavorando per perfezionarlo. Alla fine, altri scienziati saranno in grado di utilizzare il modello per simulare altre reazioni chimiche nello spazio.
Nel frattempo, gli scienziati dello stato dell'Ohio stanno collaborando con colleghi di altre istituzioni che stanno producendo e usando superfici irregolari che imitano la trama della polvere spaziale. Sebbene le particelle di polvere nello spazio reale siano piccole come granelli di sabbia, queste superfici più grandi e di dimensioni ridotte consentiranno agli scienziati di testare se diverse trame aiutano a formare idrogeno molecolare in laboratorio.
Fonte originale: Comunicato stampa OSU
