Molekyylin alkuperä, joka loi universumin 🌟

Lähde : Luonnon viestintä

Tähtien synty ja kosminen kemia ovat prosesseja, jotka ovat edelleen suurelta osin tuntemattomia. Tutkijaryhmä on äskettäin löytänyt uusia lähteitä H₃⁺-molekyylin tuotannolle, joka on olennainen näille ilmiöille.

Nature Communications -julkaisussa julkaistussa tutkimuksessa Michiganin osavaltion yliopiston tiedemiehet ovat tutkineet, miten H₃⁺ muodostuu tietyissä orgaanisissa yhdisteissä. He ovat tunnistaneet "molekyylivagabondauksen" mekanismin, jossa kaksinkertaisen ionisaation jälkeen dihydrogen-molekyyli liikkuu vangitakseen ylimääräisen protonin, muodostaen näin H₃⁺:n.

Tämä löytö laajentaa ymmärrystämme H₃⁺:n muodostumisesta, joka on keskeinen molekyyli tähtienvälisessä kemiassa ja tähtien synnyssä. Tutkijat ovat käyttäneet yhdistelmää ultranopeaa laser-spektroskopiaa ja laskennallista kemiaa tämän ilmiön havainnoimiseen.

Molekyylivagabondauksen mekanismi edustaa merkittävää edistystä verrattuna perinteiseen "Coulombin räjähdys" -teoriaan. Se osoittaa, että tietyissä tapauksissa ionisoituneet molekyylit eivät eristy heti, vaan ne vuorovaikuttavat monimutkaisella tavalla muodostaakseen H₃⁺:n.

Tämän tutkimuksen vaikutukset ovat laajat. Tunnistamalla uusia H₃⁺-lähteitä tiedemiehet voivat ymmärtää paremmin kemiallisia prosesseja avaruudessa, mukaan lukien tähtien ja monimutkaisten orgaanisten molekyylien muodostumista.

Tutkijat ovat myös kehittäneet ennustavia tekijöitä määrittääkseen, mitkä orgaaniset yhdisteet voivat tuottaa H₃⁺:a tämän mekanismin kautta. Nämä työkalut ovat arvokkaita tulevissa tutkimuksissa kosmisesta kemiasta.

Lopuksi tämä tutkimus korostaa H₃⁺:n merkitystä universumissa. Vaikka tämä molekyyli on vähemmän tunnettu kuin vesi tai proteiinit, sen rooli tähtienvälisessä kemiassa on perustavanlaatuinen. Tämän tutkimuksen löydökset saattavat vaatia nykyisten tähtien muodostumismallien tarkistamista.

Mikä on molekyylivagabondauksen mekanismi?

Molekyylivagabondauksen mekanismi on prosessi, jossa dihydrogen-molekyyli, sen jälkeen kun se on poistettu ionisoidusta yhdisteestä, liikkuu emomolekyylin ympärillä. Sen sijaan, että se etääntyisi heti, se vuorovaikuttaa muiden atomien kanssa muodostaakseen uuden molekyylin, kuten H₃⁺:n.

Tätä ilmiötä havaitaan tietyissä olosuhteissa, erityisesti kaksinkertaisen ionisaation jälkeen, jolloin molekyyli menettää kaksi elektronia. Vagabondauksen mekanismi eroaa Coulombin räjähdyksestä, jossa positiiviset varaukset työntävät atomit erilleen, aiheuttaen nopean eristyksen.

Tämän mekanismin löytäminen on mahdollistanut tiedemiesten ymmärtää paremmin, miten H₃⁺ voi muodostua erilaisissa kosmisissa ympäristöissä. Tämä avaa uusia näkymiä tähtienvälisen kemian ja tähtien muodostumisen tutkimiseen.

Miksi H₃⁺ on keskeinen kosmiselle kemialle?

H₃⁺, tai trihydrogeni, kutsutaan usein "molekyyliksi, joka teki universumin" sen keskeisen roolin vuoksi tähtienvälisessä kemiassa. Se on olennainen tähtien ja monimutkaisten orgaanisten molekyylien muodostumiselle avaruudessa.

Tämä molekyyli toimii katalysaattorina monissa tähtienvälisissä kemiallisissa reaktioissa. Se helpottaa monimutkaisempien molekyylien muodostumista vuorovaikuttamalla muiden atomien ja molekyylien kanssa molekyylipilvissä.

H₃⁺:n esiintyminen kaasujättiläisplaneetoilla, kuten Jupiterilla ja Saturnuksella, osoittaa myös sen merkityksen erilaisissa kosmisissa ympäristöissä. Sen lähteiden ja käyttäytymisen ymmärtäminen on siten ratkaisevan tärkeää universumin kemiallisten prosessien purkamiseksi.