V-kosmose.com

Химическая тайна турбулентной межзвездной среды

Многоволновое изображение части молекулярного облака Персея, отдаленного от нас на 850 световых лет

В космическом пространстве удалось найти более 200 молекул. Причем некоторые из них оказались сложными с атомами углерода. Но они не только представляют интерес сами по себе, но и излучают тепло, из-за чего масштабные облака межзвездного материала охлаждаются и сжимаются, создавая новые звезды.

Для ученых эти молекулы крайне важны, ведь их излучение позволяет исследовать местную обстановку. Например, они помогают разобраться в процессе планетарного формирования. Для исследователей все еще остается загадкой относительное обилие этих молекулярных частиц. Это может зависеть от большого количества факторов, вроде приличного объема главных элементов и напряженности поля УФ-лучей.

Большое количество малых молекул (2-3 атома) представляет особых интерес, ведь перед нами промежуточная стадия к более крупным разновидностям. Наиболее важными считаются те молекулы, что несут суммарный заряд, так как они намного проще вступают в химические реакции.

В современных моделях предполагается, что в диффузной межзвездной среде присутствуют однородные газовые слои. Они освещаются УФ-лучами и характеризуются постоянной плотностью или плотностью, которая плавно меняется с глубиной облака. Вот только проблема заключается в том, что модели не согласуются с реальными наблюдениями.

Десятки лет обзоров показали, что межзвездная среда лишена однородности. Наоборот, она турбулентная, где отмечаются значительные различия в плотности и температурных показателях при небольших дистанциях.

В недавнем исследовании изучили наличие 4 главных молекул (H2, OH+, H2O+ и ArH+) в сверхзвуковой турбулентной среде. Эти молекулы воспринимаются астрономами в качестве важных маячков, ведь они чувствительны к изменениям плотности.

Отталкиваясь от предыдущих исследований поведения молекулярного водорода (H2), ученые создали компьютерное моделирование, включающее широкий спектр химических путей, а также модели сверхзвуковых турбулентных движений при разных сценариях колебаний от УФ- и космических лучей.

Новые результаты продемонстрировали хорошее соотношение с реальными наблюдениями. Эти модели важны, так как лучше объясняют наблюдаемые диапазоны турбулентных условий и расписывают ситуацию за счет нескольких комбинаций параметров. Авторы продолжат наблюдения, чтобы презентовать более точные выводы.

Источник: https://phys.org/news/2019-11-chemistry-turbulent-interstellar-medium.html