Jest ich tylko sześć: radon, hel, neon, krypton, ksenon i pierwsze molekuły odkryte w kosmosie - argon. Gdzie więc zespół astronomów korzystających z obserwatorium kosmicznego Herschel ESA dokonał dość niezwykłego odkrycia? Spróbuj Messier 1… Mgławica „Krab”!
W badaniu przeprowadzonym przez profesora Mike'a Barlowa (Wydział Fizyki i Astronomii UCL) zespół badawczy UCL dokonywał pomiarów zimnych gazów i pyłów tej słynnej pozostałości supernowej w świetle podczerwonym, gdy natknęli się na chemiczną sygnaturę jonów wodorowych argonu. Obserwując światło o większej długości fali, niż może to wykryć ludzkie oko, naukowcy uwierzyli w bieżące teorie naturalnego występowania argonu.
„Przeprowadziliśmy badanie pyłu w kilku jasnych pozostałościach supernowych za pomocą Herschela, z których jednym była Mgławica Kraba. Odkrywanie tutaj jonów wodorkowych argonu było nieoczekiwane, ponieważ nie oczekuje się, że atom taki jak argon, gaz szlachetny, tworzy cząsteczki, i nie należy oczekiwać, że znajdzie się w trudnym środowisku pozostałości po supernowej ”- powiedział Barlow.
Jeśli chodzi o gwiazdę, są gorące i rozpalają widmo widzialne. Zimne obiekty, takie jak pył mgławicowy, są lepiej widoczne w podczerwieni, ale jest tylko jeden problem - atmosfera ziemska zakłóca wykrywanie tego końca spektrum elektromagnetycznego. Chociaż widzimy mgławice w świetle widzialnym, to pokazuje produkt gorących, wzbudzonych gazów, a nie zimne i zakurzone obszary. Te niewidoczne regiony to specjalność instrumentów SPIRE firmy Herschel. Mapują pył w dalekiej podczerwieni za pomocą swoich obserwacji spektroskopowych. W tym przypadku badacze byli nieco zaskoczeni, gdy znaleźli bardzo niezwykłe dane, które wymagały czasu, aby w pełni zrozumieć.
„Spojrzenie na widma w podczerwieni jest przydatne, ponieważ daje nam sygnatury cząsteczek, w szczególności ich sygnatury rotacyjne” - powiedział Barlow. „Tam, gdzie masz na przykład dwa połączone atomy, obracają się wokół wspólnego środka masy. Prędkość, z jaką mogą się obracać, wychodzi z bardzo określonych, skwantowanych częstotliwości, które możemy wykryć w postaci światła podczerwonego za pomocą naszego teleskopu. ”
Według komunikatu prasowego, pierwiastki mogą występować w różnych postaciach zwanych izotopami. Mają różną liczbę neutronów w jądrach atomowych. Jeśli chodzi o właściwości, izotopy mogą być do siebie podobne, ale mają różne masy. Z tego powodu prędkość obrotowa zależy od tego, jakie izotopy są obecne w cząsteczce. „Światło pochodzące z niektórych regionów Mgławicy Kraba wykazywało niezwykle silne i niewyjaśnione szczyty w intensywności około 618 gigaherców i 1235 GHz.” Porównując dane o znanych właściwościach różnych cząsteczek, zespół naukowy doszedł do wniosku, że tajemnicza emisja była produktem przędzenia jonów cząsteczkowych wodorku argonu. Co więcej, można go odizolować. Jedynym izotopem argonu, który mógł się tak obracać, był argon-36! Wygląda na to, że energia uwolniona z centralnej gwiazdy neutronowej w Mgławicy Kraba zjonizuje argon, który następnie łączy się z cząsteczkami wodoru, tworząc jon cząsteczkowy ArH +.
Profesor Bruce Swinyard (Wydział Fizyki i Astronomii UCL i Rutherford Appleton Laboratory), członek zespołu, dodał: „Nasze odkrycie było nieoczekiwane w inny sposób - ponieważ normalnie, gdy znajdziesz nową cząsteczkę w przestrzeni kosmicznej, jej sygnatura jest słaba muszę ciężko pracować, aby to znaleźć. W tym przypadku po prostu wyskoczył z naszych widm. ”
Czy ten przypadek argonu-36 w pozostałościach po supernowej jest naturalny? Ty stawiasz Mimo że odkrycie było pierwszym tego rodzaju odkryciem, bez wątpienia nie jest ostatnim razem, gdy zostanie wykryte. Teraz astronomowie mogą ugruntować swoje teorie dotyczące powstawania argonu. Obecne prognozy pozwalają, aby argon-36 i argon-40 również nie były częścią struktury supernowej. Jednak tutaj, na Ziemi, argon-40 jest dominującym izotopem, który powstaje w wyniku radioaktywnego rozpadu potasu w skałach.
Badania nad gazem szlachetnym będą nadal przedmiotem zainteresowania naukowców z UCL. Jako niesamowity zbieg okoliczności argon wraz z innymi szlachetnymi gazami został odkryty w UCL przez Williama Ramsaya pod koniec XIX wieku! Zastanawiam się, co by pomyślał, gdyby wiedział, jak daleko posuną nas te odkrycia?
Oryginalna historia Źródło: Komunikat prasowy University College London (UCL)
