Их всего шесть: радон, гелий, неон, криптон, ксенон и первые молекулы, обнаруженные в космосе - аргон. Так, где команда астрономов, использующая Космическую Обсерваторию Гершеля ESA, сделала свое довольно необычное открытие? Попробуйте Мессье 1 ... Туманность "Краб"!
В исследовании, проведенном профессором Майком Барлоу (факультет физики и астрономии UCL), исследовательская группа UCL проводила измерения холодного газа и пылевых областей этого знаменитого остатка сверхновой в инфракрасном свете, когда они наткнулись на химическую сигнатуру ионов водорода аргона. Наблюдая за более длинными световыми волнами, чем может обнаружить человеческий глаз, ученые подтвердили существующие теории о том, как аргон встречается в природе.
«Мы проводили исследование пыли в нескольких ярких остатках сверхновых, используя Гершель, одним из которых была Крабовидная туманность. Открытие здесь ионов гидрида аргона было неожиданным, потому что вы не ожидаете, что такой атом, как аргон, благородный газ, образует молекулы, и вы не ожидаете найти их в суровых условиях остатка сверхновой », - сказал Барлоу.
Когда дело доходит до звезды, они горячие и зажигают видимый спектр. Холодные объекты, такие как туманность, лучше видны в инфракрасном диапазоне, но есть только одна проблема - атмосфера Земли мешает обнаружению этого конца электромагнитного спектра. Несмотря на то, что мы видим туманности в видимом свете, то, что видно, это продукт горячих, возбужденных газов, а не холодных и пыльных областей. Эти невидимые регионы - особенность инструментов Гершеля SPIRE. Они наносят на карту пыль в дальнем инфракрасном диапазоне с помощью своих спектроскопических наблюдений. В этом случае исследователи были несколько удивлены, когда обнаружили некоторые очень необычные данные, которые требовали времени для полного понимания.
«Глядя на инфракрасные спектры, полезно, поскольку они дают нам сигнатуры молекул, в частности их вращательные сигнатуры», - сказал Барлоу. «Там, где у вас, например, два атома соединены вместе, они вращаются вокруг общего центра масс. Скорость, с которой они могут вращаться, проявляется на очень определенных квантованных частотах, которые мы можем обнаружить в форме инфракрасного света с помощью нашего телескопа ».
Согласно пресс-релизу, элементы могут существовать в различных формах, известных как изотопы. Они имеют различное количество нейтронов в атомных ядрах. Когда дело доходит до свойств, изотопы могут быть несколько похожи друг на друга, но они имеют разные массы. Из-за этого скорость вращения зависит от того, какие изотопы присутствуют в молекуле. «Свет, исходящий из определенных областей Крабовидной туманности, демонстрировал чрезвычайно сильные и необъяснимые пики с интенсивностью около 618 гигагерц и 1235 ГГц». Сравнивая данные об известных свойствах различных молекул, ученые пришли к выводу, что таинственное излучение было продуктом вращающихся молекулярных ионов гидрида аргона. Более того, он может быть изолирован. Единственный изотоп аргона, который мог так вращаться, был аргон-36! Казалось бы, энергия, выделяемая центральной нейтронной звездой в Крабовидной туманности, ионизировала аргон, который затем соединялся с молекулами водорода с образованием молекулярного иона ArH +.
Профессор Брюс Свиньярд (Отдел физики и астрономии UCL и Лаборатория Резерфорда Эпплтона), член команды, добавил: «Наше открытие было неожиданным с другой стороны - потому что обычно, когда вы находите новую молекулу в космосе, ее подпись слаба, а вы надо много работать, чтобы найти его. В этом случае это просто выпрыгнуло из нашего спектра ».
Является ли этот экземпляр аргона-36 в остатке сверхновой естественным? Вы ставите. Несмотря на то, что это открытие было первым в своем роде, это, несомненно, не последний раз, когда оно будет обнаружено. Теперь астрономы могут укрепить свои теории о том, как образуется аргон. Текущие предсказания позволяют аргону-36 и аргону-40 не быть также частью структуры сверхновой. Однако здесь, на Земле, аргон-40 является доминирующим изотопом, который создается в результате радиоактивного распада калия в горных породах.
Исследования в области благородного газа продолжат оставаться в центре внимания ученых UCL. Как удивительное совпадение, аргон, наряду с другими благородными газами, был обнаружен в Калифорнийском университете Уильямом Рамсей в конце 19-го века! Интересно, что бы он подумал, если бы знал, как далеко зайдут эти открытия?
Оригинальная история Источник: Университетский колледж Лондона (UCL) Пресс-релиз
