Simulación de granos interestelares de polvo. Crédito de la imagen: OSU. Click para agrandar.
El escritor de ciencia ficción Harlan Ellison dijo una vez que los elementos más comunes en el universo son el hidrógeno y la estupidez.
Si bien el veredicto aún está fuera del volumen de la estupidez, los científicos saben desde hace mucho tiempo que el hidrógeno es, con mucho, el elemento más abundante en el universo. Cuando miran a través de sus telescopios, ven hidrógeno en las vastas nubes de polvo y gas entre las estrellas, especialmente en las regiones más densas que se están colapsando para formar nuevas estrellas y planetas.
Pero queda un misterio: ¿por qué gran parte de ese hidrógeno está en forma molecular? ¿Con dos átomos de hidrógeno unidos? ¿En lugar de su única forma atómica? ¿De dónde vino todo ese hidrógeno molecular? Los investigadores de la Universidad Estatal de Ohio recientemente decidieron intentar resolverlo.
Descubrieron que un detalle aparentemente pequeño, si las superficies de los granos de polvo interestelar son lisas o irregulares, podría explicar por qué hay tanto hidrógeno molecular en el universo. Informaron sus resultados en el 60º Simposio Internacional sobre Espectroscopía Molecular, celebrado en la Universidad Estatal de Ohio.
El hidrógeno es el elemento atómico más simple conocido; Consiste en un solo protón y un electrón. Los científicos siempre han dado por sentado la existencia de hidrógeno molecular al formar teorías sobre el origen de todas las moléculas más grandes y elaboradas del universo. Pero nadie podía explicar cómo tantos átomos de hidrógeno podían formar moléculas, hasta ahora.
Cuando se trata de producir hidrógeno molecular, la superficie ideal del huésped microscópico es "menos parecida a la llanura de Ohio y más como el horizonte de Manhattan".
Para que dos átomos de hidrógeno tengan suficiente energía para unirse en los fríos alcances del espacio, primero tienen que encontrarse en una superficie, explicó Eric Herbst, distinguido profesor universitario de física en el estado de Ohio.
Aunque los científicos sospechaban que el polvo espacial proporcionaba la superficie necesaria para tales reacciones químicas, las simulaciones de laboratorio del proceso nunca funcionaron. Al menos, no funcionaron lo suficientemente bien como para explicar la abundancia total de hidrógeno molecular que los científicos ven en el espacio.
Herbst, profesor de física, química y astronomía, se unió a Herma Cuppen, un investigador postdoctoral, y Qiang Chang, un estudiante de doctorado, ambos en física, para simular diferentes superficies de polvo en una computadora. Luego modelaron el movimiento de dos átomos de hidrógeno que caen a lo largo de las diferentes superficies hasta que se encontraron para formar una molécula.
Dada la cantidad de polvo que los científicos piensan que está flotando en el espacio, los investigadores del estado de Ohio pudieron simular la creación de la cantidad correcta de hidrógeno, pero solo en superficies con baches.
Cuando se trata de producir hidrógeno molecular, la superficie microscópica ideal del huésped es "menos parecida a la llanura de Ohio y más como el horizonte de Manhattan". Dijo Herbst.
Parece que el problema con las simulaciones pasadas es que siempre asumieron una superficie plana.
Cuppen entiende por qué. ? Cuando quieres probar algo, comenzar con una superficie plana es más rápido y fácil? ella dijo
Ella debería saberlo. Es experta en ciencias de la superficie, sin embargo, aún le tomó meses armar el modelo de polvo lleno de baches, y todavía está trabajando para perfeccionarlo. Eventualmente, otros científicos podrán usar el modelo para simular otras reacciones químicas en el espacio.
Mientras tanto, los científicos del estado de Ohio están colaborando con colegas de otras instituciones que están produciendo y utilizando superficies con baches reales que imitan la textura del polvo espacial. Aunque las partículas de polvo del espacio real son tan pequeñas como los granos de arena, estas superficies más grandes, del tamaño de una moneda de diez centavos, permitirán a los científicos probar si diferentes texturas ayudan a formar hidrógeno molecular en el laboratorio.
Fuente original: Comunicado de prensa de OSU
