Geheimnisse des Moleküls, die geholfen haben zu bauen, das Universum ausgesetzt

Eine neue Studie über eines der grundlegendsten Moleküle im Universum gegeben hat Wissenschaftler Hinweise in wie die ersten Sterne entstanden sind.

Zum ersten Mal haben Forscher errechnet die Schwingungsmuster einer Substanz namens H3 + (auch bekannt als einem dreiatomigen Wasserstoff-Ionen), bestehend aus drei Wasserstoff-Atome teilen zwei Elektronen. Zu wissen, wie das Molekül schwingen kann, ermöglicht es Wissenschaftlern, vorherzusagen welche Wellenlängen des Lightit ausstrahlen werden, indem Sie ihnen eine Möglichkeit, seine Unterschrift in astronomischen Beobachtungen zu identifizieren.

H3 + ist wichtig, weil sie dachte kurz nach dem Urknall im Universum weit verbreitet gewesen sein, die Dinge vor rund 13,7 Milliarden Jahren begann.

"Die meisten des Universums besteht aus Wasserstoff in verschiedenen Formen," University of Arizona Chemiker Ludwik Adamowicz sagte in einer Erklärung, "aber die H3 +-Ion ist das am weitesten verbreitete molekularen Ion im interstellaren Raum. Es ist auch eines der wichtigsten Moleküle bestehen." [Verrückte Physik: die coolsten kleine Partikel in der Natur]

H3 + Vibration und Licht emittierenden Eigenschaften können es, Wärme von der ersten Sterne zu übertragen, da sie waren in den Prozess der Bildung, so dass sie sich ohne Überhitzung und auseinander bersten aktiviert haben.

"Es wäre Sternentstehung wenn es Moleküle, die die bildenden Sterne langsam abkühlen, durch das Aussenden von Licht,", sagte Michele Pavanello, die ein Student der University of Arizona war, als er an dem Projekt gearbeitet. "Astronomen glauben, dass die einzige Molekül, die in dieser besonderen Zeit bildenden Sterne abkühlen konnte H3 + ist."

Adamowicz und Pavanello verwendet eine Computer-Simulation des Verhaltens von H3 +, basierend auf Quantenmechanik Modellierung.

"Man muss eine große Menge von Berechnungen auf der Quantenebene mechanische diese Schwingungen Vorhersagen beinhalten," sagte Adamowicz. "Die Rolle der Theorie ist im Wesentlichen auf diese Schwingungen im Computer zu simulieren und dann beschreiben, wie das Molekül schwingt oder tanzen."

Ihre Simulationen vorhergesagt zahlreiche mögliche Vibrationen, die H3 + emittieren Photonen von bestimmten Wellenlängen oder Energien verursachen würde. Wenn Teleskop-Beobachtungen einer bestimmten Wolke im Raum Licht dieser Wellenlängen zeigen, werden Astronomen wissen, dass die Cloud H3 + enthält.

Die Berechnungen sollen auch Wissenschaftler die komplizierte Physik wie Sterne bilden, vor allem die ersten Sterne im Universum zu verstehen.

"Nur so wir vorhersagen können, wie Sternen Form ist, wenn wir sehr gut, was die Kühlungen Fähigkeiten der wissen H3 + sind, und seine kühle Fähigkeit können wir nicht wissen, bis wir wissen, dass seine Schwingungs-Spektrum", sagte Pavanello. "Wir müssen wissen, was diese Energieniveaus sind. Mit diesem Papier haben wir die Energieniveaus bis zu einer bestimmten Energieschwelle, die bereits gut genug, um genaue Vorhersagen für die Kühlung Fähigkeit von H3 + zu generieren ist geortet."

Die Ergebnisse der Studie wurden in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift Physical Review Letters berichtet.

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