Det er bare seks av dem: radon, helium, neon, krypton, xenon og de første molekylene som er oppdaget i verdensrommet - argon. Så hvor gjorde et team av astronomer som brukte ESAs Herschel Space Observatory deres ganske uvanlige oppdagelse? Prøv Messier 1 ... "Krabbe" -tåken!
I en studie ledet av professor Mike Barlow (UCL Department of Physics & Astronomy) tok et UCL-forskerteam målinger av kald gass- og støvregioner av denne berømte supernova-resten i infrarødt lys da de snublet over den kjemiske signaturen til argon-hydrogenioner. Ved å observere lengre bølgelengder av lys enn det menneskelige øye kan oppdage, ga forskerne tro på gjeldende teorier om hvordan argon forekommer naturlig.
”Vi gjorde en undersøkelse av støvet i flere lyse supernova-rester ved å bruke Herschel, hvorav den ene var Krabbe-tåken. Å oppdage argonhydridioner her var uventet fordi du ikke forventer at et atom som argon, en edel gass, danner molekyler, og du ville ikke forvente å finne dem i det tøffe miljøet til en supernova-rest, sier Barlow.
Når det gjelder en stjerne, er de varme og tenner det synlige spekteret. Kalde gjenstander som nebular støv sees bedre i infrarød, men det er bare ett problem - Jordens atmosfære forstyrrer deteksjonen av den enden av det elektromagnetiske spekteret. Selv om vi kan se tåler i synlig lys, er det som viser produktet av varme, opphissede gasser, ikke de kalde og støvete områdene. Disse usynlige regionene er spesialiteten til Herschels SPIRE-instrumenter. De kartlegger støvet i langt infrarød med sine spektroskopiske observasjoner. I dette tilfellet var forskerne forbløffet da de fant noen veldig uvanlige data som krevde tid for å forstå det.
"Å se på infrarøde spektre er nyttig fordi det gir oss signaturene til molekyler, spesielt rotasjonssignaturene deres," sa Barlow. “Der du for eksempel har to atomer som er samlet, roterer de rundt deres delte massesenter. Hastigheten de kan spinne kommer ut på veldig spesifikke, kvantiserte frekvenser, som vi kan oppdage i form av infrarødt lys med teleskopet vårt. ”
I følge nyhetsoppslaget kan elementer eksistere i forskjellige former kjent som isotoper. Disse har forskjellige antall nøytroner i atomkjernene. Når det gjelder egenskaper, kan isotoper være noe like til hverandre, men de har forskjellige masser. På grunn av dette er rotasjonshastigheten avhengig av hvilke isotoper som er til stede i et molekyl. "Lyset fra visse regioner av Krabbe-tåken viste ekstremt sterke og uforklarlige topper i intensitet rundt 618 gigahertz og 1235 GHz." Ved å sammenligne data om kjente egenskaper til forskjellige molekyler, kom vitenskapsteamet til den konklusjonen at mysteriumutslippet var produktet av spinnende molekylære ioner av argonhydrid. Dessuten kan det isoleres. Den eneste argonisotop som kunne spinne slik, var argon-36! Det ser ut til at energien som frigjøres fra den sentrale nøytronstjernen i Crab Nebula ioniserte argonet, som deretter kombineres med hydrogemolekyler for å danne molekylæret ArH +.
Professor Bruce Swinyard (UCL Department of Physics & Astronomy og Rutherford Appleton Laboratory), et medlem av teamet, la til: “Oppdagelsen vår var uventet på en annen måte - fordi normalt når du finner et nytt molekyl i verdensrommet, er signaturen svak og du må jobbe hardt for å finne det. I dette tilfellet hoppet det bare ut av spektrene våre. ”
Er denne forekomsten av argon-36 i en supernova-rest naturlig? Det kan du vedde på. Selv om funnet var det første i sitt slag, er det utvilsomt ikke siste gang det blir oppdaget. Nå kan astronomer styrke deres teorier om hvordan argon dannes. Nåværende prediksjoner tillater at argon-36 og ingen argon-40 også kan være en del av supernova-strukturen. Her på jorden er imidlertid argon-40 en dominerende isotop, en som er skapt gjennom det radioaktive forfallet av kalium i bergarter.
Noble gassforskning vil fortsatt være et fokus for forskere ved UCL. Som et fantastisk tilfeldighet ble argon, sammen med andre edle gasser, oppdaget på UCL av William Ramsay på slutten av 1800-tallet! Jeg lurer på hva han hadde trodd at han hadde visst hvor langt disse funnene ville tatt oss?
Original historikilde: University College London (UCL) Pressemelding
