星間塵の粒子のシミュレーション。画像クレジット：OSU。拡大するにはクリックしてください。
SF作家のハーランエリソンはかつて、宇宙で最も一般的な要素は水素と愚かさだと語っていました。
愚かさについてはまだ評決が出ていないが、科学者たちは水素が宇宙で最も豊富な元素であることを長い間知っていた。彼らが望遠鏡を覗き込むと、星の間の塵とガスの広大な雲の中に水素が見えます。特に、崩壊して新しい星や惑星を形成している、より密度の高い領域にあります。
しかし、1つの謎が残っています。なぜ、その水素の多くが分子形であるのですか？-単一の原子形ではなく、2つの水素原子が結合している？その分子状水素はどこから来たのですか？オハイオ州立大学の研究者は最近それを理解しようとすることを決めました。
彼らは、星間塵の粒子の表面が滑らかであるかでこぼこであるかに関係なく、一見小さな細部が、宇宙に分子水素が非常に多い理由を説明できることを発見しました。彼らは、オハイオ州立大学で開催された第60回分子分光に関する国際シンポジウムで結果を報告しました。
水素は既知の最も単純な原子要素です。それはただ一つの陽子と一つの電子から成ります。科学者たちは、宇宙のより大きくて手の込んだ分子がどこから来たのかについての理論を形成するとき、常に水素分子の存在を当然のことと考えてきました。しかし、これまでにこれほど多くの水素原子が分子を形成できたと説明することはできませんでした。
水素分子を作る場合、理想的な微視的なホスト表面は、オハイオ州の平坦さのようになく、マンハッタンのスカイラインのようです。
宇宙の寒冷地で結合するのに十分なエネルギーを2つの水素原子が持つためには、それらは最初に表面で出会わなければならない、とオハイオ州の物理学の著名な大学教授であるエリックハーブストは説明しました。
科学者たちは宇宙塵がそのような化学反応に必要な表面を提供すると疑ったが、プロセスの実験室シミュレーションは決して機能しなかった。少なくとも、科学者が宇宙で目にする分子状水素の豊富さを説明するには十分に機能しませんでした。
物理学、化学、天文学のHerbst教授は、博士研究員のHerma Cuppenと博士課程のQiang Changと物理学の両方でコンピュータのさまざまなダスト表面をシミュレートしました。次に、異なる表面に沿って転がる2つの水素原子の動きをモデル化し、お互いが分子を形成するのを見つけました。
科学者が宇宙に浮遊していると考える塵の量を考えると、オハイオ州の研究者たちは、でこぼこの表面でのみ、適切な量の水素の生成をシミュレートすることができました。
水素分子を作ることに関して、理想的な微視的ホスト表面は、オハイオ州の平坦さのようになく、マンハッタンのスカイラインのようではありませんか？ハーブストは言った。
過去のシミュレーションの問題は、彼らが常に平らな面を想定していることだと思われます。
カッペンはその理由を理解しています。何かをテストしたいときは、平らな面から始めるのが速くて簡単です、？彼女は言いました
彼女は知っておくべきです。彼女は表面科学の専門家ですが、でこぼこのダストモデルを組み立てるのにまだ数か月かかり、それをさらに改善するために取り組んでいます。最終的には、他の科学者がこのモデルを使用して、空間内の他の化学反応をシミュレートできるようになります。
その間、オハイオ州の科学者は、宇宙塵のテクスチャを模倣する実際のでこぼこの表面を作成して使用している他の機関の同僚と協力しています。実際の宇宙塵の粒子は砂の粒と同じくらい小さいですが、これらの大きなダイムサイズの表面により、科学者はさまざまなテクスチャーが分子状水素を実験室で形成するのに役立つかどうかをテストできます。
元のソース：OSUニュースリリース
