Υπάρχουν μόνο έξι από αυτά: ραδόνιο, ήλιο, νέον, κρυπτόν, ξένον και τα πρώτα μόρια που ανακαλύφθηκαν στο διάστημα - αργόν. Πού, λοιπόν, μια ομάδα αστρονόμων που χρησιμοποίησε το Διαστημικό Αστεροσκοπείο Herschel της ESA έκανε την ασυνήθιστη ανακάλυψή τους; Δοκιμάστε το Messier 1… Το νεφέλωμα “Crab”!
Σε μια μελέτη με επικεφαλής τον καθηγητή Mike Barlow (Τμήμα Φυσικής & Αστρονομίας UCL), μια ερευνητική ομάδα UCL έλαβε μετρήσεις περιοχών ψυχρού αερίου και σκόνης αυτού του διάσημου υπολείμματος σουπερνόβα στο υπέρυθρο φως όταν σκόνταψαν στη χημική υπογραφή των ιόντων υδρογόνου αργού. Παρατηρώντας σε μεγαλύτερα μήκη κύματος φωτός από αυτό που μπορεί να ανιχνευθεί από το ανθρώπινο μάτι, οι επιστήμονες έδωσαν εμπιστοσύνη στις τρέχουσες θεωρίες για το πώς το αργό εμφανίζεται φυσικά.
«Κάναμε μια έρευνα για τη σκόνη σε πολλά φωτεινά υπολείμματα σουπερνόβα χρησιμοποιώντας το Herschel, ένα από τα οποία ήταν το νεφέλωμα καβουριών. Η ανακάλυψη των ιόντων υδριδίου αργού ήταν απροσδόκητη επειδή δεν περιμένετε ένα άτομο όπως το αργό, ένα ευγενές αέριο, να σχηματίσει μόρια και δεν θα περίμενε κανείς να τα βρει στο σκληρό περιβάλλον ενός υπολείμματος σουπερνόβα », δήλωσε ο Barlow.
Όταν πρόκειται για ένα αστέρι, είναι ζεστά και αναφλέγουν το ορατό φάσμα. Κρύα αντικείμενα όπως η νεφελώδης σκόνη είναι καλύτερα να φαίνονται στις υπέρυθρες ακτίνες, αλλά υπάρχει μόνο ένα πρόβλημα - η ατμόσφαιρα της Γης παρεμβαίνει στην ανίχνευση αυτού του άκρου του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Παρόλο που μπορούμε να δούμε νεφελώματα σε ορατό φως, αυτό που δείχνει είναι το προϊόν καυτών, διεγερμένων αερίων και όχι των κρύων και σκονισμένων περιοχών. Αυτές οι αόρατες περιοχές είναι η ειδικότητα των οργάνων SPIRE της Herschel. Χαρτογραφούν τη σκόνη σε υπέρυθρες ακτίνες με τις φασματοσκοπικές παρατηρήσεις τους. Σε αυτήν την περίπτωση, οι ερευνητές ήταν κάπως έκπληκτοι όταν βρήκαν κάποια πολύ ασυνήθιστα δεδομένα που απαιτούσαν χρόνο για να κατανοήσουν πλήρως.
«Η εξέταση των υπέρυθρων φασμάτων είναι χρήσιμη καθώς μας δίνει τις υπογραφές των μορίων, ιδίως τις περιστροφικές τους υπογραφές», δήλωσε ο Barlow. «Όπου έχετε, για παράδειγμα, δύο άτομα ενωμένα, περιστρέφονται γύρω από το κοινό κέντρο μάζας τους. Η ταχύτητα με την οποία μπορούν να περιστρέφονται βγαίνει σε πολύ συγκεκριμένες, ποσοτικοποιημένες συχνότητες, τις οποίες μπορούμε να ανιχνεύσουμε με τη μορφή του υπέρυθρου φωτός με το τηλεσκόπιο μας. "
Σύμφωνα με το δελτίο ειδήσεων, στοιχεία μπορούν να υπάρχουν σε διάφορες μορφές γνωστές ως ισότοπα. Αυτά έχουν διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων στους ατομικούς πυρήνες. Όσον αφορά τις ιδιότητες, τα ισότοπα μπορεί να μοιάζουν κάπως μεταξύ τους, αλλά έχουν διαφορετικές μάζες. Εξαιτίας αυτού, η ταχύτητα περιστροφής εξαρτάται από τα ισότοπα που υπάρχουν σε ένα μόριο. "Το φως που προέρχεται από ορισμένες περιοχές του Νεφελώματος Καβουριών έδειξε εξαιρετικά ισχυρές και ανεξήγητες κορυφές σε ένταση περίπου 618 gigahertz και 1235 GHz." Συγκρίνοντας δεδομένα γνωστών ιδιοτήτων διαφορετικών μορίων, η επιστημονική ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η εκπομπή μυστηρίου ήταν το προϊόν περιστρεφόμενων μοριακών ιόντων υδριδίου αργού. Επιπλέον, θα μπορούσε να απομονωθεί. Το μόνο ισότοπο αργού που μπορούσε να περιστραφεί έτσι ήταν το αργό-36! Φαίνεται ότι η ενέργεια που απελευθερώνεται από το κεντρικό άστρο νετρονίων στο Νεφέλωμα Καβούρι ιονίζει το αργό, το οποίο στη συνέχεια συνδυάζεται με μόρια υδρογόνου για να σχηματίσει το μοριακό ιόν ArH +.
Ο καθηγητής Bruce Swinyard (UCL Department of Physics & Astronomy and Rutherford Appleton Laboratory), μέλος της ομάδας, πρόσθεσε: «Η ανακάλυψή μας ήταν απροσδόκητη με άλλο τρόπο - γιατί συνήθως όταν βρίσκετε ένα νέο μόριο στο διάστημα, η υπογραφή του είναι αδύναμη και εσείς πρέπει να δουλέψουμε σκληρά για να το βρω. Σε αυτήν την περίπτωση μόλις πήδηξε από τα φάσματα μας. "
Είναι αυτό το παράδειγμα του αργού-36 σε ένα υπολειπόμενο σουπερνόβα φυσικό; Βάζεις στοίχημα. Παρόλο που η ανακάλυψη ήταν η πρώτη του είδους της, είναι αναμφίβολα η τελευταία φορά που θα εντοπιστεί. Τώρα οι αστρονόμοι μπορούν να σταθεροποιήσουν τις θεωρίες τους για το πώς σχηματίζεται το αργόν. Οι τρέχουσες προβλέψεις επιτρέπουν στο αργόν-36 και κανένα αργό-40 να είναι επίσης μέρος της δομής σουπερνόβα. Ωστόσο, εδώ στη Γη, το αργό-40 είναι ένα κυρίαρχο ισότοπο, ένα που δημιουργείται μέσω της ραδιενεργής αποσύνθεσης του καλίου σε βράχους.
Η έρευνα για το φυσικό αέριο θα συνεχίσει να είναι το επίκεντρο επιστημόνων στο UCL. Ως εκπληκτική σύμπτωση, το αργόν, μαζί με άλλα ευγενή αέρια, ανακαλύφθηκε στο UCL από τον William Ramsay στα τέλη του 19ου αιώνα! Αναρωτιέμαι τι θα πίστευε αν γνώριζε πόσο μακριά θα μας οδηγήσουν αυτές οι ανακαλύψεις;
Δελτίο τύπου Πρωτότυπη ιστορία: University College London (UCL)
