Je jich pouze šest: radon, helium, neon, krypton, xenon a první molekuly, které byly objeveny ve vesmíru - argon. Kde tedy provedl tým astronomů využívajících Herschelovu vesmírnou observatoř ESA svůj neobvyklý objev? Vyzkoušejte Messier 1… mlhovinu „Krab“!
Ve studii vedené profesorem Mike Barlowem (UCL Ústav fyziky a astronomie) výzkumný tým UCL měřil oblasti studeného plynu a prachu tohoto slavného zbytku supernovy v infračerveném světle, když narazili na chemický podpis argonových vodíkových iontů. Vědci pozorovali na vlnových délkách déle, než je lidským okem možné, věřili současným teoriím o tom, jak se argon přirozeně vyskytuje.
"Prováděli jsme průzkum prachu v několika jasných zbytcích supernovy pomocí Herschelu, jedním z nich byla Krabí mlhovina." Objevování iontů hydridu argonu zde bylo neočekávané, protože neočekáváte, že atom jako argon, ušlechtilý plyn, vytvoří molekuly, a neočekávali byste, že je najdete v drsném prostředí zbytku supernovy, “řekl Barlow.
Když přijde na hvězdu, jsou horké a zapálí viditelné spektrum. Studené objekty, jako je mlhovinový prach, jsou lépe viditelné v infračerveném spektru, ale je tu jen jeden problém - zemská atmosféra narušuje detekci tohoto konce elektromagnetického spektra. I když vidíme mlhoviny ve viditelném světle, ukazuje to produkt horkých vzrušených plynů, nikoli chladných a prašných oblastí. Tyto neviditelné regiony jsou specialitou Herschelových nástrojů SPIRE. Mapují prach pomocí infračerveného záření pomocí svých spektroskopických pozorování. V tomto případě byli vědci poněkud ohromeni, když našli velmi neobvyklá data, která vyžadovala čas na úplné pochopení.
"Pohled na infračervená spektra je užitečný, protože nám dává podpisy molekul, zejména jejich rotační podpisy," řekl Barlow. "Tam, kde jste například spojili dva atomy, rotují kolem jejich společného středu hmoty." Rychlost, s jakou se mohou točit, vychází z velmi specifických, kvantovaných, frekvencí, které můžeme pomocí našeho dalekohledu detekovat ve formě infračerveného světla. “
Podle tiskové zprávy mohou prvky existovat v různých formách známých jako izotopy. Tito mají různý počet neutronů v atomových jádrech. Pokud jde o vlastnosti, izotopy se mohou k sobě navzájem trochu podobat, ale mají různé hmotnosti. Z tohoto důvodu je rychlost rotace závislá na tom, které izotopy jsou přítomny v molekule. "Světlo přicházející z určitých oblastí Krabí mlhoviny ukázalo extrémně silné a nevysvětlitelné vrcholy intenzity kolem 618 gigahertzů a 1235 GHz." Porovnáním údajů o známých vlastnostech různých molekul dospěl vědecký tým k závěru, že záhadná emise je produktem spřádání molekulárních iontů argonhydridu. A co víc, může být izolován. Jediný izotop argonu, který se mohl takto otáčet, byl argon-36! Zdálo by se, že energie uvolněná z centrální neutronové hvězdy v Krabí mlhovině ionizuje argon, který se pak spojil s molekulami vodíku za vzniku molekulárního iontu ArH +.
Profesor Bruce Swinyard (Katedra fyziky a astronomie UCL a Rutherford Appleton Laboratory), člen týmu, dodal: „Náš objev byl neočekávaným jiným způsobem - protože obvykle, když najdete novou molekulu ve vesmíru, její podpis je slabý a vy musí to tvrdě pracovat. V tomto případě to prostě vyskočilo z našeho spektra. “
Je tento případ argonu-36 ve zbytku supernovy přirozený? To se vsaď. Přestože byl objev první svého druhu, není pochyb o tom, kdy byl naposledy detekován. Nyní mohou astronomové upevnit své teorie o tom, jak se tvoří argon. Současné předpovědi umožňují, aby argon-36 a žádný argon-40 byly také součástí supernovy struktury. Tady na Zemi je však argon-40 dominantním izotopem, který je vytvářen radioaktivním rozpadem draslíku ve skalách.
Výzkum ušlechtilého plynu bude i nadále středem pozornosti vědců na UCL. Jako úžasná náhoda objevil argon spolu s dalšími vzácnými plyny na UCL William Ramsay na konci 19. století! Zajímalo by mě, co by si myslel, kdyby věděl, jak daleko nás tyto objevy zavedou?
Původní zdroj příběhu: University College London (UCL) Press Release
