Kosmiskie putekļi kā ķīmisko procesu laboratorijas: projekta pirmā ceturkšņa rezultāti
Projekta “Dažādu materiālu putekļu astroķīmija (DACE)” (lzp-2025/1-0065) pirmajā ceturksnī izveidota pētnieku komanda un uzsākti darbi, lai labāk izprastu procesus, kas nosaka molekulu veidošanos starpzvaigžņu vidē. Projektā darbojas vadošie pētnieki J. Kalvāns un J. Freimanis, doktorants K. Veitners, kā arī Latvijas Universitātes ķīmijas bakalaura studenti N. Muhaņko un D. Brakšs. 18. februārī notika projekta atklāšanas seminārs.
Pirmajā projekta darba virzienā tiek pētītas starpzvaigžņu putekļu īpašības. Lai gan šie putekļi ir ļoti sīki, tiem ir būtiska nozīme Visuma ķīmijā. Uz putekļu virsmām veidojas jaunas molekulas, un to temperatūra ietekmē šo procesu norisi. Tādēļ tiek izstrādāti modeļi, kas ļauj aprēķināt putekļu temperatūru dažādos kosmiskās vides apstākļos.
Putekļu temperatūru nosaka līdzsvars starp karsēšanu un atdzišanu. Tos silda dažādi starojuma avoti – tuvējās zvaigznes, starpzvaigžņu ultravioletais starojums, kosmisko staru radīti fotoni un kosmiskais mikroviļņu fona starojums. Savukārt atdzišana notiek, putekļiem izstarojot siltumu un nododot enerģiju apkārtējai gāzei. Tā kā dažādi putekļu materiāli absorbē un izstaro starojumu atšķirīgi, projektā tiek apkopoti dati par to fizikālajām īpašībām un mijiedarbību ar apkārtējo vidi.
Otrajā darba virzienā tiek pilnveidoti astroķīmiskie modeļi, kas apraksta ķīmisko reakciju norisi kosmosā. Par pamatu izvēlēta starptautiski izmantotā reakciju datubāze UDfA Rate22, kuru paredzēts papildināt ar reakcijām, kas notiek uz putekļu virsmām.
Atšķirībā no reakcijām gāzē, putekļu virsmas darbojas kā dabiskas mikrolaboratorijas. Tās palīdz molekulām ilgāk atrasties vienai otras tuvumā un veicina reakciju norisi. Turklāt virsma spēj absorbēt reakcijās radušos enerģiju, tādējādi stabilizējot jaunizveidotās molekulas. Šo iemeslu dēļ daudzas reakcijas uz putekļu virsmām notiek vieglāk nekā brīvā gāzē.
Pašlaik projektā īpaša uzmanība tiek pievērsta magnija, kalcija, titāna, dzelzs un sēra savienojumu reakcijām, kuras līdz šim astroķīmisko virsmas reakciju datubāzēs ir pētītas ļoti maz. Vienlaikus tiek izvērtētas iespējas izmantot arī citu jaunu astroķīmisko reakciju datubāzi KIDA 2024 specializētu pētījumu veikšanai.
Projekta mērķis ir radīt priekšstatu, kāds ir ledus uz dažādu materiālu putekļu populācijām starpzvaigžņu vidē un zvaigžņu veidošanās apgabalos. Šim nolūkam projektā tiks izstrādāta nepieciešamā metodoloģija un izpētīti vairāki svarīgākie aspekti daudzu materiālu putekļu-ledus ķīmijai ar skaitliskām simulācijām. Tas papildinās izpratni par ledus izcelsmes molekulu radioastronomiskajiem novērojumiem, ledus ķīmiskajām pārvērtībām un ledus transportu zvaigznes veidojošu miglāju iekšējos rajonos.
Dalīties ar ziņu
Citi jaunumi





