Je ich iba šesť: radón, hélium, neón, kryptón, xenón a prvé molekuly, ktoré sa objavili vo vesmíre - argón. Kde teda urobil tím neobvyklých objavov tím astronómov využívajúcich Herschelovo vesmírne observatórium ESA? Vyskúšajte Messier 1… hmlovina „Krab“!
V štúdii vedenej profesorom Mikeom Barlowom (Katedra fyziky a astronómie UCL) výskumný tím UCL vykonával merania studených oblastí plynu a prachu tejto slávnej zvyšky supernovy v infračervenom svetle, keď narazili na chemický podpis argónových vodíkových iónov. Vedci pozorovali na dlhších vlnových dĺžkach svetla, ako je možné zistiť ľudským okom, a vedci sa zhodli na súčasných teóriách toho, ako sa argón prirodzene vyskytuje.
"Robili sme prieskum prachu vo viacerých svetlých zvyškoch supernovy pomocou Herschel, z ktorých jedna bola Krabia hmlovina." Objavenie iónov hydridu argónu tu bolo neočakávané, pretože neočakávate, že atóm ako argón, ušľachtilý plyn, bude tvoriť molekuly, a neočakávali by ste, že ich nájdete v drsnom prostredí zvyšku supernovy, “povedal Barlow.
Pokiaľ ide o hviezdu, sú horúce a zapaľujú viditeľné spektrum. Studené objekty, ako je hmlovina, sú lepšie viditeľné v infračervenom svetle, ale je tu iba jeden problém - zemská atmosféra interferuje s detekciou tohto konca elektromagnetického spektra. Aj keď vidíme hmloviny vo viditeľnom svetle, ukazuje to produkt horúcich excitovaných plynov, nie chladných a prašných oblastí. Tieto neviditeľné regióny sú špecialitou Herschelových nástrojov SPIRE. Mapujú prach v ďalekej infračervenej oblasti pomocou svojich spektroskopických pozorovaní. V tomto prípade boli vedci trochu ohromení, keď našli nejaké veľmi nezvyčajné údaje, ktoré si vyžadovali čas na úplné pochopenie.
"Pri pohľade na infračervené spektrá je užitočné, pretože nám dáva podpisy molekúl, najmä ich rotačné podpisy," uviedol Barlow. „Ak máte napríklad spolu spojené dva atómy, otáčajú sa okolo spoločného centra hmoty. Rýchlosť, pri ktorej sa môžu roztočiť, vychádza pri veľmi špecifických, kvantovaných frekvenciách, ktoré môžeme pomocou nášho ďalekohľadu zistiť vo forme infračerveného svetla. “
Podľa tlačovej správy môžu prvky existovať v rôznych formách známych ako izotopy. V atómových jadrách majú rôzne počty neutrónov. Pokiaľ ide o vlastnosti, izotopy sa medzi sebou môžu trochu podobať, ale majú rôzne hmotnosti. Z tohto dôvodu závisí rýchlosť rotácie od toho, ktoré izotopy sú prítomné v molekule. "Svetlo prichádzajúce z určitých oblastí Krabej hmloviny malo extrémne silné a nevysvetlené vrcholy intenzity okolo 618 gigahertzov a 1235 GHz." Pri porovnaní údajov o známych vlastnostiach rôznych molekúl vedecký tím dospel k záveru, že záhadná emisia je produktom zvlákňovacích molekulárnych iónov argónhydridu. A čo viac, môže byť izolovaný. Jediný izotop argónu, ktorý sa mohol takto točiť, bol argón-36! Zdá sa, že energia uvoľnená z centrálnej neutrónovej hviezdy v Krabej hmlovine ionizuje argón, ktorý sa potom kombinuje s molekulami vodíka za vzniku molekulárneho iónu ArH +.
Profesor Bruce Swinyard (Katedra fyziky a astronómie UCL a Rutherford Appleton Laboratory), člen tímu, dodal: „Náš objav bol neočakávaný iným spôsobom - pretože zvyčajne, keď nájdete novú molekulu vo vesmíre, jej podpis je slabý a vy aby sme to našli, musia tvrdo pracovať. V tomto prípade to jednoducho vyskočilo z našich spektier. “
Je tento prípad argónu-36 v zvyšku supernovy prirodzený? Stavíte sa. Aj keď objav bol prvý svojho druhu, nie je pochýb o tom, kedy bol naposledy zistený. Teraz môžu astronómovia upevniť svoje teórie o tom, ako sa tvorí argón. Súčasné predpovede umožňujú, aby argón-36 a žiadny argón-40 boli tiež súčasťou štruktúry supernovy. Avšak na Zemi je argón-40 dominantným izotopom, ktorý sa vytvára rádioaktívnym rozkladom draslíka v horninách.
Vedci z UCL sa budú aj naďalej zameriavať na výskum vzácnych plynov. Ako úžasnú náhodu objavil argón spolu s ďalšími ušľachtilými plynmi na UCL William Ramsay koncom 19. storočia! Zaujímalo by ma, čo by si myslel, keby vedel, ako veľmi nás tieto objavy zavedú?
Pôvodný zdroj článku: University College London (UCL) Press Release
