Два физика-материаловеда нашли решение вопроса, который долгое время волновал астрономов. Поделимся их открытиями.
В апреле 2025 года ученые-физики из Университета Сиднея выдвинули возможное объяснение высокой концентрации молекулярного водорода в межзвездном пространстве. Специалисты изучили гипотезу, согласно которой космическая пыль может выполнять роль катализатора в образовании молекул водорода через соединение отдельных атомов.
Астрономы долгое время размышляли над вопросом о наличии молекулярного водорода в космосе. Сложно представить ситуацию, когда два атома водорода, находящиеся в безбрежном космическом пространстве, сталкиваются и соединяются. Исследуя этот феномен, ученые предположили, что космическая пыль играет важную роль в процессе образования молекулярного водорода.
Для проверки данной теории физики использовали модель фуллеренов (молекул C₆₀), представляющих собой сферические молекулы с 60 атомами углерода. Эти структуры были выбраны из-за схожести с характеристиками реальной космической пыли и наличия множества наблюдений, подтверждающих существование именно таких молекул в космосе.
С помощью компьютерного моделирования ученые разработали трехмерную модель фуллерена и исследовали поведение атомов водорода при взаимодействии с ним. Рассматривались два случая: в первом два слабо связанных с поверхностью фуллерена атома водорода приближаются друг к другу, во втором — свободный атом сталкивается с атомом, уже прикрепленным к фуллерену. Моделирование показало, что в обеих ситуациях атомы формируют устойчивую связь, создавая молекулу водорода. Интересно, что энергия, выделяемая при таком соединении, остается внутри самой частицы фуллерена, что препятствует обратимости процесса.
Расчеты также подтвердили, что данный механизм может способствовать образованию молекул водорода даже при достаточно низких температурах, около 10−50 К (от -263 до -223 °C). Однако теоретически такие процессы могут происходить и при более высоких энергиях и температурах. Таким образом, исследование предлагает новое понимание процессов образования молекулярного водорода в условиях открытого космоса.
Фото: hi-tech.mail.ru