성간 먼지 입자 시뮬레이션. 이미지 크레디트 : OSU. 클릭하면 확대됩니다.
공상 과학 소설 작가 할란 엘리슨은 한때 우주에서 가장 흔한 요소는 수소와 어리 석음이라고 말했습니다.
평결은 여전히 어리 석음의 양에 달려 있지만 과학자들은 수소가 실제로 우주에서 가장 풍부한 요소라는 것을 오랫동안 알고 있습니다. 망원경을 들여다 보면 별 사이의 광대 한 먼지와 가스 구름에서 수소를 볼 수 있습니다. 특히 밀도가 높은 지역에서 새로운 별과 행성을 형성하기 위해 붕괴하고 있습니다.
그러나 하나의 미스터리가 남아있다. 왜 단일 수소 형태가 아닌 두 수소 원자가 결합 된 분자 형태의 수소가 많은가? 그 분자 수소는 어디에서 왔습니까? 오하이오 주립대 연구원들은 최근에 그것을 알아 내려고 결심했다.
그들은 성간 먼지 알갱이의 표면이 매끄 럽거나 울퉁불퉁 한 것처럼 아주 작은 디테일이 우주에 왜 그렇게 많은 분자 수소가 있는지 설명 할 수 있다는 것을 발견했습니다. 그들은 오하이오 주립대에서 개최 된 제 60 회 분자 분광학 국제 심포지엄에서 결과를보고했다.
수소는 알려진 가장 단순한 원자 원소입니다. 그것은 단지 하나의 양성자와 하나의 전자로 구성됩니다. 과학자들은 우주에서 더 크고 정교한 분자가 어디에서 왔는지에 대한 이론을 만들 때 항상 분자 수소의 존재를 당연한 것으로 여겼습니다. 그러나 지금까지 얼마나 많은 수소 원자가 분자를 형성 할 수 있었는지 설명 할 수 없었습니다.
분자 수소를 만들 때 이상적인 미세한 호스트 표면은“오하이오의 평탄 도와 같지 않으며 맨해튼의 스카이 라인과 비슷합니다.”
오하이오주의 물리학과 교수 인 에릭 허스트 (Eric Herbst)는 두 개의 수소 원자가 차가운 공간에서 결합하기에 충분한 에너지를 갖기 위해서는 먼저 표면에서 만나야한다고 설명했다.
과학자들은 우주 먼지가 그러한 화학 반응에 필요한 표면을 제공한다고 의심했지만, 공정의 실험실 시뮬레이션은 결코 효과가 없었습니다. 적어도 과학자들은 우주에서 과학자들이 볼 수있는 풍부한 분자 수소를 충분히 설명 할 수 없었습니다.
물리, 화학 및 천문학 교수 인 Herbst는 박사 후 연구원 인 Herma Cuppen과 물리학 박사 과정 학생 인 Qiang Chang과 함께 컴퓨터의 다양한 먼지 표면을 시뮬레이션했습니다. 그런 다음 서로 발견되어 분자를 형성 할 때까지 서로 다른 표면을 따라 두 개의 수소 원자가 쏟아지는 운동을 모델링했습니다.
과학자들이 우주에 떠 다니고 있다고 생각하는 먼지의 양을 감안할 때, 오하이오 주 연구원들은 적당한 양의 수소 생성을 시뮬레이션 할 수 있었지만 울퉁불퉁 한 표면에서만 가능합니다.
분자 수소를 만들 때 이상적인 미세한 호스트 표면은“오하이오의 평탄 도와 같지 않고 맨해튼의 스카이 라인과 비슷합니까? 허스트가 말했다.
과거 시뮬레이션의 문제점은 항상 평평한 표면을 가정 한 것입니다.
Cuppen은 이유를 이해합니다. 무엇인가 테스트하고 싶을 때 평평한 표면에서 시작하는 것이 더 빠르고 쉽습니다. 그녀가 말했다
그녀는 알아야합니다. 그녀는 표면 과학 전문가이지만 울퉁불퉁 한 먼지 모델을 조립하는 데 여전히 몇 달이 걸렸으며 여전히 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 결국 다른 과학자들은이 모델을 사용하여 우주에서 다른 화학 반응을 시뮬레이션 할 수 있습니다.
한편 오하이오 주 과학자들은 우주 먼지의 질감을 모방 한 실제 울퉁불퉁 한 표면을 생산하고 사용하는 다른 기관의 동료들과 협력하고 있습니다. 실제 우주 먼지 입자는 모래 알갱이만큼 작지만,이 더 크고 크기가 작은 표면은 과학자들이 실험실에서 다른 질감이 분자 수소 형성에 도움이되는지 여부를 테스트 할 수있게합니다.
원본 출처 : OSU 뉴스 릴리스
