Metan dannes under rumforhold i laboratoriet

Et internationalt hold af astronomer har vist i et laboratorium ved Leiden Universitet (Holland), at metan kan dannes på iskolde støvpartikler i rummet. Muligheden havde eksisteret i et stykke tid, men fordi forholdene i rummet var svære at simulere, det var ikke muligt at bevise dette under relevante pladsforhold. Forskerne vil offentliggøre deres resultater mandag aften i tidsskriftet, Natur astronomi .

Metan på Jorden

Metan, kendt for os som hovedforbindelsen af ​​naturgas, er et af de simpleste kulbrinter. Det består af et carbonatom med fire hydrogenatomer:CH ₄ . På jorden, vi kender hovedsageligt metan som en brandfarlig gas, der dannes fra henfaldende organisk materiale.

Metan i rummet

Metan er også tilgængelig i rummet som gas, væske, eller is. For eksempel, Neptun og Uranus indeholder, ud over brint og helium, hovedsageligt metangas. Saturns måne, Titan, den eneste måne i vores solsystem med en tæt atmosfære, regner ikke vand, men flydende metan. Uden for vores solsystem i det interstellare rum, metan-is er en af ​​de ti mest rigelige iser, der kan påvises.

Iskornstøv som tilholdssted

Den fremherskende mening om, hvordan metan skabes i rummet, er, at CH dannes først, derefter CH ₂ , CH ₃ , og til sidst CH ₄ . I gasfasen, denne reaktion er langsom. Men fordi metan dannes på et iskoldt støvkorn, selve kornet hjælper med at fremskynde dannelsesprocessen. For eksempel, støvkorn giver et "tilholdssted" for atomer, øger deres sandsynlighed for at møde hinanden i det store rum. De kan også absorbere den energi, der produceres fra kemiske reaktioner, der ellers ville bryde molekyler fra hinanden, såsom metan.

Fremstilling af metan i 'space lab'

Forskere fra Laboratory for Astrophysics ved Leiden Observatory (Leiden University, Holland) er det nu for første gang lykkedes at fremstille metan under relevante rumforhold. De lader brintatomer kollidere med kulstofatomer ved minus 263 grader Celsius (-442 °F, 10 K) i et miljø med ultrahøjt vakuum på en iskold overflade.

Forskerne havde tidligere haft held med at lave vand (H ₂ O) og ammoniak (NH ₃ ) på lignende måde. Det gjorde de ved at lade oxygen- og nitrogenatomer reagere med brintatomer. Imidlertid, reaktioner med kulstofatomer viste sig at være mere udfordrende. Det er fordi kulstof er meget klistret, hvilket gør det meget svært at eksperimentere med det. Danna Qasim, Ph.D. studerende ved Leiden Observatory og hovedforfatter af den videnskabelige publikation i Natur astronomi , tilføjer:"Det er svært at udføre et eksperiment med kulstofatomer. Kulstof kan lide at klæbe, så det er udfordrende at producere en kontrolleret stråle af rene kulstofatomer. På samme tid, du skal sikre dig, at efter et eksperiment, hele din opsætning er ikke fuldstændig dækket af kulstof."

Forskerne var i stand til at variere forholdene i deres forsøg. Dette gjorde det muligt for dem at undersøge præcis, hvordan og hvor effektivt metan kan dannes ved reaktion mellem kulstof- og brintatomer.

Vand er vigtigt

Det viste sig, at metan-is er bedre dannet i et vandrigt miljø. Dette stemmer overens med astronomiske observationer, som viser, at metan-is og vandis forventes at dannes samtidigt i rummet.

De processer, som forskerne i laboratoriet har undersøgt, efterligne de forhold, der eksisterer i rummet, før nye stjerner og planeter dannes. Forskningen understøtter, at den metan, vi finder på planeter, såsom Uranus og Neptun, var sandsynligvis tilgængelig længe før vores solsystem blev dannet.