Chemia w burzliwym ośrodku międzygwiezdnym

W przestrzeni kosmicznej odkryto ponad dwieście molekuł, niektóre z nich (jak Buckminsterfullerene) są bardzo złożonymi molekułami. Oprócz tego, że z natury są bardzo interesujące, molekuły te emitują ciepło, pomagając olbrzymim obłokom materii międzygwiazdowej ochłodzić się i skurczyć, tworząc nowe gwiazdy. Co więcej, astronomowie wykorzystują promieniowanie tych molekuł do badania warunków lokalnych, na przykład podczas formowania się planet w dyskach wokół młodych gwiazd. 



Względna liczebność tych gatunków molekuł jest ważną, ale od dawna pozostaje zagadką, zależną od wielu czynników, m.in. od liczebności podstawowych pierwiastków i siły promieniowania pola UV po gęstość, temperaturę i wiek obłoku. Obfitość małych molekuł (tych z dwoma lub trzema atomami) jest szczególnie ważna, ponieważ stanowią one przejściowe etapy dla większych gatunków, a wśród nich te, które niosą ładunek netto, są jeszcze ważniejsze, ponieważ łatwiej poddają się reakcjom chemicznym. Obecne modele rozproszonego środowiska międzygwiezdnego zakładają równomierne warstwy gazu oświetlonego ultrafioletem o stałej gęstości lub gęstości, która zmienia się płynnie wraz z posuwaniem się w głąb obłoku. Problem polega na tym, że prognozowane modele często nie zgadzają się z obserwacjami.

Dekady obserwacji wykazały również, że ośrodek międzygwiezdny nie jest jednorodny, ale raczej burzliwy, z dużymi zmianami gęstości i temperatury na małych przestrzeniach. Astronom z CfA Shmuel Bialy kierował zespołem naukowców badających obfitość czterech kluczowych cząsteczek - H2, OH+, H2O+, and ArH+ - w naddźwiękowym i burzliwym ośrodku. Te konkretne cząsteczki są zarówno użytecznymi astronomicznymi próbnikami, jak i wysoce wrażliwymi na zmiany gęstości, które naturalnie powstają w niespokojnych ośrodkach. Opierając się na swoich wcześniejszych badaniach zachowanie wodoru w burzliwym ośrodku, naukowcy przeprowadzili szczegółowe symulacje komputerowe, które obejmują szeroki zakres chemicznych ścieżek wraz z modelami naddźwiękowych burzliwych ruchów w różnych scenariuszach wzbudzenia napędzanych promieniowaniem ultrafioletowym i kosmicznym. Ich wyniki wykazują dobrą zgodność. Zakres burzliwych warunków jest szeroki, a prognozy odpowiednio szerokie, jednak aby nowe modele lepiej tłumaczyły obserwowane zakresy, mogą być niejednoznaczne i wyjaśniać konkretną sytuację za pomocą kilku różnych kombinacji parametrów. Autorzy opowiadają się za dodatkowymi obserwacjami i modelami nowej generacji, aby ściślej ograniczyć wnioski.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
CfA

Popularne posty z tego bloga

Łączenie się galaktyk rzuca światło na model ewolucji galaktyk

Astronomowie ujawniają nowe cechy galaktycznych czarnych dziur

Odkryto podwójnego kwazara we wczesnym Wszechświecie