Gli astronomi si sono a lungo interrogati sull’enorme quantità di idrogeno molecolare (H₂) presente nello spazio. Trovare una spiegazione plausibile per questa abbondanza è stato difficile, poiché sembra improbabile che due atomi di idrogeno che fluttuano nella vastità cosmica si scontrino e si leghino spontaneamente per formare una molecola. Una nuova ricerca condotta da due fisici dei materiali, Yuzhen Guo e David McKenzie, presso l’Università di Sydney, potrebbe offrire una soluzione a questo enigma. Il loro studio, pubblicato sulla rivista Communications Chemistry, esplora la possibilità che la polvere spaziale agisca da catalizzatore, facilitando l’unione degli atomi di idrogeno in molecole.
Per testare questa teoria, i ricercatori hanno utilizzato i fullereni, molecole sferoidali composte da 60 atomi di carbonio (C₆₀), come modello per la polvere spaziale. I fullereni sono stati scelti perché condividono molte caratteristiche con la polvere spaziale e ricerche precedenti hanno suggerito la loro presenza diffusa nello spazio.
Gli scienziati hanno creato un modello computerizzato di un fullerene, simulando cosa accadrebbe se due atomi di idrogeno interagissero con esso in due scenari. Nel primo scenario, due atomi di idrogeno già debolmente attaccati al fullerene si muovevano sulla sua superficie fino a collidere. Nel secondo, un atomo di idrogeno flottante nello spazio si scontrava con un altro atomo di idrogeno già attaccato al fullerene.
I risultati delle simulazioni sono stati significativi: in entrambi gli scenari, i due atomi di idrogeno si sono legati, permettendo la formazione di una molecola di idrogeno. È stato notato inoltre che la reazione inversa (la rottura della molecola appena formata) non si verificava. Questo perché l’energia rilasciata dalla collisione, che altrimenti romperebbe il legame, veniva assorbita dal fullerene anziché dalla molecola di idrogeno.
I ricercatori hanno anche scoperto che questo processo di legame poteva avvenire a temperature moderate, tra i 10 K e i 50 K, e hanno concluso che la formazione di molecole di idrogeno può verificarsi anche a energie e temperature più elevate. Questi risultati suggeriscono che la polvere spaziale, come i fullereni, può effettivamente catalizzare la formazione dell’idrogeno molecolare, offrendo una spiegazione plausibile per la sua abbondanza nell’universo.
Stefano Camilloni
