Доцент физического факультета Томского Государственного университета Рашид Валиев совместно с коллегами из МГУ и ТПУ смоделировал химические процессы, которые происходят в окружающем пространстве (экзосферах) Луны и Меркурия, сообщает пресс-служба ТГУ. Результаты работы опубликованы в журнале Planetary and Space Science. Ученые доказали, что причиной появления в экзосферах планет некоторых видов металлов является метеоритная бомбардировка.
В настоящее время в экзосферах Луны и Меркурия обнаружены атомы щелочных и щелочноземельных металлов: Li, Na, K, Mg и Ca. Нашли их с помощью спектроскопических приборов на спутниках, а также с помощью телескопов на Земле. Причин появления этих металлов в экзосферах может быть несколько, однако наиболее вероятной является метеоритная бомбардировка. Это подтверждается еще и тем, что во время метеоритных потоков концентрация металлов увеличивается.
Исследование экзосферы планет и небесных тел Солнечной системы – одна из важных задач современной астрохимии. В частности, для ее решения европейские и японские ученые планируют отправить в 2018 году миссию (спутник) BepiColombo для изучения экзосфер Меркурия.
«Дело в том, что при приближении к поверхности небесных тел метеороиды развивают скорость, равную нескольким десяткам км/c, и, следовательно, обладают большой кинетической энергией, которая при их падении выделяется в виде теплоты, – объясняет Рашид Валиев. – Далее после определенных термохимических реакций образуются оксиды и гидроксиды этих металлов, которые вылетают с большой скоростью. Под действием солнечного излучения такие молекулы могут распадаться на отдельные составляющие – так атомы металлов появляются в экзосферах небесных тел Солнечной системы».
Для проверки гипотезы ученые должны были определить время фотолиза – развала молекулы на атомы под влиянием солнечного излучения. Если молекулы разваливаются быстро и не успевают покинуть экзосферу, гипотеза верна. Изучить процессы фотолиза в космических условиях или экспериментально провести такие эксперименты крайне сложно. Однако их можно смоделировать на суперкомпьютерах.
«Мы построили физическую модель, вывели рабочие формулы. Далее написали расчетную вычислительную компьютерную программу. Основные вычисления были проведены с помощью методов квантовой химии на суперкомпьютере ТГУ, – говорит ученый. – Наши результаты подтвердили, что источником атомов в экзосферах Луны, Меркурия и, возможно, других небесных тел Солнечной системы действительно является фотолиз солнечными фотонами молекул LiO, NaO, KO и MgO».
В дальнейшем Валиев вместе с коллегами планирует рассмотреть целую серию молекул, включая трехатомные, чтобы окончательно подтвердить все выводы данной гипотезы. Сейчас команда представляет свои результаты на научных конференциях, привлекая к исследованиям студентов, которые пишут по теме курсовые работы.
По информации https://scientificrussia.ru/news/na-superkompyutere-tgu-smodelirovali-himicheskie-protsessy-kotorye-proishodyat-v-ekzosferah-luny-i-merkuriya
Обозрение "Terra & Comp".
