Планеты и звезды начинают формироваться из огромного количества разрушающегося материала, падающего в себя под действием гравитации. В середине процесса формируются протозвезды. Потом звезда раскаляется и начинает светиться. Вокруг нее создается круглый циркулирующий район. Эту область именуют диском, и она заполнена материалом (газ и пыль).
Участки возле звезды из-за высвобожденного света нагреваются и это приводит к испарению молекул. Более отдаленные области намного холоднее и молекулы в них превращаются в ледяные частички. Земля и все планеты нашей системы созданы из одного материала, но различными процессами. Так что понимание расположения материала и условий позволяет не только предсказать, где могут появиться планеты, но и разобраться в собственной истории происхождения.
Сейчас существует несколько главных теорий. Чаще всего речь идет о пылевых зернах, которые сталкиваются и сливаются. Различные механизмы наращивают их объем, и они формируют круглые планеты. В итоге, они могут получить атмосферу. Но некоторые ученые хотели проверить, могут ли эти молекулы контактировать на химическом уровне. То есть, может ли из столкновения двух молекул сформироваться новая молекула?
За исследование химической эволюции никто не брался, потому что компьютерная модель и код для имитации реакций будут крайне сложными. Они требуют огромной вычислительной мощности и данных из исследовательских лабораторий.
Небольшая команда ученых решила создать свою химическую модель и проверить реакции. Задача – понять, изменилось ли количество изначально введенных молекул. Оказалось, что со временем их количество действительно стало другим, а значит есть место для химической эволюции. Если это так, то данные сильно повлияют на наше понимание процессов планетного формирования.
Ранние модели показали, что для формирования более сложных молекул нужна ионизация молекул диска. То есть, нейтральный атом или молекула становятся электрически заряженными (ионы). Это не только ускоряет сам процесс химической эволюции, но и влияет на то, какие молекулы попадают в формирующиеся планеты и их атмосферы.