Le télescope Webb détecte pour la première fois la lumière ‘interdite’ du H3+

Des astronomes utilisant le télescope spatial James Webb ont enregistré pour la première fois le spectre de rotation pur du cation trihydrogène, H3+. Cette faible lumière "interdite" avait été prédite depuis quatre décennies mais n'avait jamais été observée en laboratoire ou dans l'espace, selon l'article de l'équipe. Le signal provient de HH 168, un objet Herbig-Haro situé dans la région de formation d'étoiles Céphée A Ouest, à environ 700 parsecs. L'étude a été acceptée pour publication dans The Astrophysical Journal Letters.arxiv.org+1

Le H3+ est souvent appelé "la molécule qui a créé l'Univers" car il sous-tend presque toute la chimie interstellaire en phase gazeuse, y compris les réactions menant à des molécules organiques complexes, a rapporté ScienceAlert. L'observation de ses raies de rotation donne aux astronomes un nouveau moyen de mesurer l'ionisation dans le gaz moléculaire soumis à des chocs, ont écrit les auteurs.tech.yahoo.com+1

Une prédiction de 1986 confirmée

Les trois noyaux d'hydrogène de la molécule forment un triangle équilatéral. Cette forme lui confère un moment dipolaire nul, de sorte qu'elle n'émettrait normalement pas de lumière en tournant. En 1986, Fu-Shih Pan et Takeshi Oka de l'Université de Chicago ont calculé que la distorsion centrifuge produirait un minuscule dipôle et permettrait des transitions "interdites" extrêmement faibles, a noté ScienceAlert.tech.yahoo.com

L'équipe était dirigée par David Neufeld de l'Université Johns Hopkins, avec Joel Green et Paule Sonnentrucker du Space Telescope Science Institute et Dan Watson de l'Université de Rochester. Ils ont utilisé le spectromètre MIRI de Webb pour observer deux champs dans HH 168 le 1er août 2026, dans le cadre du programme 7084, indique le document. Ils ont trouvé 26 raies au-dessus de 5 sigma, et la plus forte, à 16,325 micromètres, a atteint 72 sigma, selon ScienceAlert et SSBCrack News.news.ssbcrack.com+2

Plus brillant que prévu par les modèles

L'émission de H3+ correspondait à la vitesse et à la distribution spatiale de l'hydrogène moléculaire chaud soumis à des chocs, et non au gaz ionisé. Ses populations de niveaux indiquent un gaz à environ 2 000 kelvins ou plus chaud, ont rapporté les chercheurs. Les modèles n'expliquent que partiellement le signal. Un modèle de choc de type C non dissociatif correspondait bien aux raies de l'hydrogène mais sous-estimait le H3+ d'un facteur de 5 à 6. Un modèle de type J dissociatif s'en approchait d'un facteur d'environ 1,5, mais il sortait de la plage validée du code de choc, selon l'article.arxiv.org

Également observé dans HH 211

Lorsque l'équipe a vérifié les données d'archives de Webb, le même spectre est apparu dans les chocs en arc de HH 211, un écoulement propulsé par une protoétoile de faible masse. Là, la raie de 16,325 micromètres a été détectée à 12 sigma à deux endroits, bien que chaque bande n'ait eu que 200 secondes d'exposition, indique l'étude. Les auteurs s'attendent à ce que les raies soient détectables dans d'autres écoulements avec une forte émission d'hydrogène chaud et une faible irradiation infrarouge. Ils ont ajouté que de meilleures données sur les taux de collision pour le H3+ seront nécessaires avant que les raies puissent être utilisées quantitativement.arxiv.org

"Pan et Oka ont eu raison tout ce temps, il manquait juste l'outil assez sensible pour le confirmer", a écrit Michelle Starr de ScienceAlert.tech.yahoo.com