Naujas vienos fundamentaliausių molekulių visatoje tyrimas pateikė mokslininkams užuominų apie tai, kaip susiformavo pirmosios žvaigždės.
Pirmą kartą mokslininkai apskaičiavo, kaip vibruoja junginys, vadinamas H3+ (triatomiu vandenilio jonu), susidedantis iš trijų vandenilio atomų ir dviejų elektronų. Žinodami, kaip molekulė vibruoja, mokslininkai gali prognozuoti, kokio ilgio šviesos bangas ji skleis, ir taip identifikuoti skiriamuosius požymius astronominiuose stebėjimuose.
H3+ yra svarbi, nes, kaip manoma, ji vyravo visatoje netrukus po Didžiojo sprogimo, prieš maždaug 13,7 mlrd. metų davusio pradžią kosmosui, rašo LiveScience.com.
„Didžioji visatos dalis susideda iš įvairių formų vandenilio, tačiau H3+ jonas yra labiausiai paplitęs molekulinis jonas tarpžvaigždinėje erdvėje. Tai taip pat viena svarbiausių egzistuojančių molekulių“, – teigė chemikas Ludwikas Adamowiczius iš Arizonos universiteto.
Vibruojantis ir šviesą skleidžiantis H3+ galėjo padėti pernešti šilumą iš pirmųjų žvaigždžių, kai jos dar formavosi. Dėl to jos galėjo susijungti neperkaisdamos ir nesprogdamos.
„Nebūtų buvę jokių žvaigždžių darinių, jei nebūtų molekulių, kurios skleisdamos šviesą pamažu atvėsina besiformuojančią žvaigždę. Astronomai mano, kad vienintelė molekulė, galėjusi atvėsinti besiformuojančią žvaigždę tuo konkrečiu metu, yra H3+“, – teigė projekte dirbęs Michele'is Pavanello.
L. Adamowiczius ir M. Pavanello, naudodami kompiuterinę simuliaciją, pagal kvantinės mechanikos dėsnius modeliavo H3+ jonų elgseną.
„Kvantinės mechanikos lygmenyje reikia atlikti didelius skaičiavimus, kad galėtum prognozuoti šias vibracijas. Šios teorijos esmė – simuliuoti šias vibracijas kompiuteryje ir aprašyti, kaip molekulė svyruoja ar šoka“, – aiškino L. Adamowiczius.
Jų simuliacijos numatė daugybę galimų vibracijų, kurios privestų H3+ skleisti tam tikro bangos ilgio ar energijos fotonus. Jei teleskopu stebint konkretų debesį bus pastebėta šio bangos ilgio šviesa, astronomai žinos, kad jame yra H3+.
Šie skaičiavimai taip pat turėtų padėti mokslininkams geriau suprasti sudėtingus žvaigždžių, o ypač ankstyviausiųjų, formavimosi fizikinius procesus.
„Vienintelis būdas, kaip galėsime spėti, kaip žvaigždės formuojasi, – jei labai gerai suprasime kokios yra H3+ vėsinimo savybės, o jų nesuprasime tol, kol nežinosime jo vibracinio spektro“, – teigė M. Pavanello.
