Mô phỏng các hạt bụi liên sao. Tín dụng hình ảnh: OSU. Nhấn vào đây để phóng to.
Nhà văn khoa học viễn tưởng Harlan Ellison từng nói rằng các yếu tố phổ biến nhất trong vũ trụ là hydro và sự ngu ngốc.
Trong khi bản án vẫn chưa được đưa ra về khối lượng ngu ngốc, các nhà khoa học từ lâu đã biết rằng hydro thực sự là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ. Khi họ nhìn qua kính viễn vọng, họ thấy hydro trong những đám mây bụi và khí khổng lồ giữa các vì sao? - đặc biệt là ở những vùng dày đặc hơn đang sụp đổ để tạo thành những ngôi sao và hành tinh mới.
Nhưng vẫn còn một bí ẩn: tại sao phần lớn hydro đó ở dạng phân tử? - với hai nguyên tử hydro liên kết với nhau? - chứ không phải là dạng nguyên tử đơn lẻ của nó? Trường hợp tất cả hydro phân tử đó đến từ đâu? Các nhà nghiên cứu của Đại học bang Ohio gần đây đã quyết định cố gắng tìm ra nó.
Họ đã phát hiện ra rằng một chi tiết dường như rất nhỏ - cho dù bề mặt của các hạt bụi liên sao là mịn hay gập ghềnh - có thể giải thích tại sao có quá nhiều hydro phân tử trong vũ trụ. Họ đã báo cáo kết quả của mình tại Hội nghị chuyên đề quốc tế lần thứ 60 về Quang phổ phân tử, được tổ chức tại Đại học bang Ohio.
Hydrogen là nguyên tố nguyên tử đơn giản nhất được biết đến; nó chỉ gồm một proton và một electron. Các nhà khoa học luôn coi sự tồn tại của hydro phân tử khi hình thành các lý thuyết về việc tất cả các phân tử lớn hơn và phức tạp hơn trong vũ trụ đến từ đâu. Nhưng không ai có thể giải thích làm thế nào nhiều nguyên tử hydro có thể tạo thành các phân tử - cho đến bây giờ.
Khi nói đến việc tạo ra hydro phân tử, bề mặt vật chủ siêu nhỏ lý tưởng là "giống như độ phẳng của Ohio và giống như một đường chân trời Manhattan."
Để hai nguyên tử hydro có đủ năng lượng liên kết trong không gian lạnh, trước tiên chúng phải gặp nhau trên một bề mặt, Eric Herbst, Giáo sư vật lý của Đại học Ohio, giải thích.
Mặc dù các nhà khoa học nghi ngờ rằng bụi không gian cung cấp bề mặt cần thiết cho các phản ứng hóa học như vậy, các mô phỏng trong phòng thí nghiệm của quá trình không bao giờ hoạt động. Ít nhất, họ đã không làm việc đủ tốt để giải thích sự phong phú đầy đủ của hydro phân tử mà các nhà khoa học nhìn thấy trong không gian.
Herbst, giáo sư vật lý, hóa học và thiên văn học, đã tham gia cùng với Herma Cuppen, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ và Qiang Chang, một sinh viên tiến sĩ, cả về vật lý, để mô phỏng các bề mặt bụi khác nhau trên máy tính. Sau đó, họ mô hình hóa chuyển động của hai nguyên tử hydro rơi dọc theo các bề mặt khác nhau cho đến khi chúng tìm thấy nhau để tạo thành một phân tử.
Với lượng bụi mà các nhà khoa học cho là trôi nổi trong không gian, các nhà nghiên cứu của bang Ohio đã có thể mô phỏng việc tạo ra lượng hydro phù hợp, nhưng chỉ trên các bề mặt gập ghềnh.
Khi nói đến việc tạo ra hydro phân tử, bề mặt vật chủ siêu nhỏ lý tưởng là "giống như độ phẳng của Ohio và giống như một đường chân trời Manhattan ,? Herbst nói.
Vấn đề với các mô phỏng trong quá khứ, dường như, là chúng luôn giả định một bề mặt phẳng.
Cuppen hiểu tại sao. ? Khi bạn muốn thử nghiệm một cái gì đó, bắt đầu với một bề mặt phẳng chỉ là nhanh hơn và dễ dàng hơn ,? cô ấy nói
Cô ấy nên biết. Cô ấy là một chuyên gia về khoa học bề mặt, nhưng cô ấy vẫn mất nhiều tháng để lắp ráp mô hình bụi bặm và cô ấy vẫn làm việc để hoàn thiện nó. Cuối cùng, các nhà khoa học khác sẽ có thể sử dụng mô hình để mô phỏng các phản ứng hóa học khác trong không gian.
Trong khi đó, các nhà khoa học của bang Ohio đang hợp tác với các đồng nghiệp tại các tổ chức khác đang sản xuất và sử dụng các bề mặt gập ghềnh thực tế bắt chước kết cấu của bụi không gian. Mặc dù các hạt bụi trong không gian thực nhỏ như hạt cát, những bề mặt có kích thước bằng đồng xu lớn hơn này sẽ cho phép các nhà khoa học kiểm tra xem các kết cấu khác nhau có giúp hydro phân tử hình thành trong phòng thí nghiệm hay không.
Nguồn gốc: Tin tức OSU
