Webb-Teleskop entdeckt erstmals „verbotenes“ H3+ Licht

Astronomen haben mit dem James Webb Space Telescope erstmals das reine Rotationsspektrum des Trihydrogen-Kations, H3+, aufgezeichnet. Das schwache "verbotene" Licht war seit vier Jahrzehnten vorhergesagt, wurde jedoch laut dem Fachartikel des Teams weder im Labor noch im Weltraum jemals zuvor beobachtet. Das Signal stammte aus HH 168, einem Herbig-Haro-Objekt in der Sternentstehungsregion Cepheus A West, etwa 700 Parsec entfernt. Die Studie wurde zur Veröffentlichung in The Astrophysical Journal Letters angenommen.arxiv.org+1

H3+ wird oft als "das Molekül, das das Universum erschuf" bezeichnet, da es die Grundlage fast der gesamten interstellaren Chemie in der Gasphase bildet, einschließlich Reaktionen, die zu komplexen organischen Molekülen führen, berichtet ScienceAlert. Die Beobachtung seiner Rotationslinien gibt Astronomen eine neue Möglichkeit, die Ionisierung in geschocktem molekularem Gas zu messen, schrieben die Autoren.tech.yahoo.com+1

Eine Vorhersage von 1986 bestätigt

Die drei Wasserstoffkerne des Moleküls bilden ein gleichseitiges Dreieck. Diese Form führt dazu, dass es kein permanentes Dipolmoment besitzt, weshalb es normalerweise beim Rotieren kein Licht aussenden würde. Im Jahr 1986 berechneten Fu-Shih Pan und Takeshi Oka von der University of Chicago, dass Zentrifugalverzerrung einen winzigen Dipol erzeugen und extrem schwache "verbotene" Übergänge ermöglichen würde, merkt ScienceAlert an.tech.yahoo.com

Das Team wurde von David Neufeld von der Johns Hopkins University geleitet, zusammen mit Joel Green und Paule Sonnentrucker vom Space Telescope Science Institute sowie Dan Watson von der University of Rochester. Sie nutzten das MIRI-Spektrometer von Webb, um am 1. August 2026 im Rahmen des Programms 7084 zwei Felder in HH 168 zu beobachten, heißt es in dem Artikel. Sie fanden 26 Linien über 5 Sigma, und die stärkste bei 16,325 Mikrometern erreichte laut ScienceAlert und SSBCrack News 72 Sigma.news.ssbcrack.com+2

Heller als von Modellen erwartet

Die H3+-Emission entsprach der Geschwindigkeit und der räumlichen Verteilung des heißen, geschockten molekularen Wasserstoffs, nicht des ionisierten Gases. Die Besetzung der Energieniveaus deutet auf Gas bei etwa 2.000 Kelvin oder heißer hin, berichteten die Forscher. Die Modelle erklären das Signal nur teilweise. Ein nicht-dissoziatives C-Typ-Schockmodell passte gut zu den Wasserstofflinien, unterschätzte H3+ jedoch um den Faktor 5 bis 6. Ein dissoziatives J-Typ-Modell lag innerhalb eines Faktors von etwa 1,5, lief jedoch außerhalb des validierten Bereichs des Schockcodes, so der Artikel.arxiv.org

Auch in HH 211 beobachtet

Als das Team archivierte Webb-Daten überprüfte, tauchte dasselbe Spektrum in den Bugschocks von HH 211 auf, einem Ausfluss, der von einem massearmen Protostern angetrieben wird. Dort wurde die 16,325-Mikrometer-Linie an zwei Stellen mit 12 Sigma detektiert, obwohl jedes Band nur 200 Sekunden Belichtungszeit hatte, besagt die Studie. Die Autoren erwarten, dass die Linien auch in anderen Ausflüssen mit starker warmer Wasserstoffemission und schwacher Infrarotstrahlung nachweisbar sein werden. Sie fügten hinzu, dass bessere Daten zu den Kollisionsraten für H3+ erforderlich seien, bevor die Linien quantitativ genutzt werden könnten.arxiv.org

"Pan und Oka hatten die ganze Zeit recht – was fehlte, war das Werkzeug, das empfindlich genug war, um es zu bestätigen", schrieb Michelle Starr von ScienceAlert.tech.yahoo.com