Hoppa till innehållet
Orion nebula
Orion-nebulosan är ett exempel på ett interstellärt moln. Källa: NASA/JPL-Caltech/STScI. Visa originalbild , Öppnas i nytt fönster/flik

Kvantmekaniska och klassiska beräkningar finansierade av Kempestiftelserna

Publicerad: 2 oktober 2018

Metodutveckling för beräkningar av molekylproduktion i interstellära mediet

I rymden finns interstellära moln (som Orion-nebulosan, se bild) som bildas efter supernovor och innehåller stora mängder molekyler.  Cirka 200 sorters molekyler har observerats hittills i det interstellära mediet.  I de molekylära molnen bildas stjärnor och planetsystem.  Molekylerna har en viktig funktion i detta eftersom materian som dras samman genom gravitation behöver kylas på något sätt. Molekyler kan effektivt omsätta denna gravitationsenergi till elektromagnetisk strålning.  Det innebär att hur molekyler reagerar med varandra och exciterar varandra är av mycket stor betydelse för hur nya stjärnor föds.  Detta är ett praktexempel på hur det som sker på små längdskalor (molekyler som kolliderar) påverkar processer på stora längdskalor (gas som kontraherar till ett solsystem).

Forskning som rör det interstellära mediet och hur stjärnor bildas är mycket brett.  Dels observeras de interstellära molnen med radioteleskop.  Det mest moderna och spektakulära av sådana observatorier finns in Atacama-öknen i Chile.  Där har man byggt en anläggning kallad ALMA bestående av 66 paraboler till en kostnad av cirka 1,4 miljarder dollar.  All data som samlas in måste analyseras och ett samspel mellan observationsastronomi och beräkningar är av yttersta vikt för att bygga upp en förståelse av dynamiken i interstellära gaser.

En viktig mekanism för molekylbildning i interstellära rymden är strålningsassociation.  Strålningsassociation innebär att två molekyler kolliderar och binder till varandra genom att göra sig av med överskottsenergin genom att sända ut elektromagnetisk strålning.  Den processen är nästan omöjlig att studera i ett laboratorium av tekniska skäl.  Istället måste sannolikheter, så kallade hastighetskonstanter, beräknas genom någon typ av datorbaserad simulering.  Bildning av två-atomiga molekyler har studerats mycket och det finns ett antal metoder att ta till.  En del har gjorts med svagt bundna tre-atomiga system, och någon enstaka kemiskt bunden treatomig molekyl, t.ex. HCO.  Vi arbetar med att utveckla nya metoder för att möjliggöra beräkningar av formation av treatomiga och större molekyler genom strålningsassociation.