Forstå betingelser for stjernedannelse

Forskere har vist, hvordan en gas undslipper is ved en ekstrem kold temperatur, giver indsigt i stjernedannelse i interstellare skyer. Den mekanisme, hvorved svovlbrinte frigives som gas i interstellare molekylære skyer, er beskrevet af videnskabsmænd i Japan og Tyskland, i journalen Natur astronomi . Processen, kendt som kemisk desorption, er mere effektiv end tidligere antaget, og dette har betydning for forståelsen af ​​stjernedannelse i molekylære skyer.

Molekylære skyer er sjældne, men er vigtige områder, hvor molekyler dannes og udvikler sig. I det koldere, tættere områder, og under de rigtige forhold, stjerner dannes. Teoretisk set, i molekylære skyer ved temperaturer på 10 Kelvin, alle molekyler undtagen brint og helium skal låses fast i is på overfladen af ​​støv, ikke svæver frit rundt. Imidlertid, observationer har vist, at dette ikke er tilfældet.

At forstå, hvordan molekyler frigives fra støv ved lave temperaturer, er afgørende for at forklare, hvordan kemikalier udvikler sig i sådanne kolde skyer. Opløsning af partikler fra is på grund af ultraviolet stråling, en proces kaldet fotodesorption, har vist sig at spille en rolle i nogle dele af de massive skyer. Imidlertid, dette ville være ineffektivt i mørket, tættere områder, hvor stjerner er dannet.

Forskere har antaget, at kemisk desorption virker i disse områder, frigivelse af partikler ved hjælp af overskydende energi fra en kemisk reaktion. Ideen blev først foreslået for 50 år siden, men videnskabsmænd havde ikke fremlagt bevis for processen indtil nu. Forskerholdet ledet af Yasuhiro Oba og Naoki Watanabe fra Hokkaido Universitet i Japan, i samarbejde med universitetet i Stuttgart i Tyskland, opstille betingelserne for at undersøge.

Brug af et eksperimentelt system indeholdende amorft fast vand ved 10 Kelvin og svovlbrinte (H2S), holdet udsatte H2S for brint og overvågede reaktionen med infrarød absorptionsspektroskopi. Forsøget viste, at desorptionen er forårsaget af brint, der interagerer med H2S, og reaktionen er derfor kemisk. De var i stand til at kvantificere desorption efter reaktionen, og fandt ud af, at det var en meget mere effektiv proces end tidligere anslået.

Dette arbejde er den første infrarøde in-situ måling af kemisk desorption, og giver detaljerede beskrivelser under reaktioner, som er nøglen til at forstå interstellar svovlkemi. "Interstellar kemi er af stor betydning for at forstå dannelsen af ​​stjerner, samt vand, methanol og muligvis til mere komplekse molekylarter, " siger Watanabe. Et vigtigt skridt fremad inden for astronomi og kemi, forsøgsopstillingen kan nu bruges til at undersøge andre molekyler i fremtiden.