Το τηλεσκόπιο Webb εντόπισε για πρώτη φορά το «απαγορευμένο» φως του H3+

Αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb κατέγραψαν για πρώτη φορά το καθαρό περιστροφικό φάσμα του κατιόντος τριυδρογόνου, H3+. Το αμυδρό «απαγορευμένο» φως είχε προβλεφθεί εδώ και τέσσερις δεκαετίες, αλλά δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ σε εργαστήριο ή στο διάστημα, σύμφωνα με τη μελέτη της ομάδας. Το σήμα προήλθε από το HH 168, ένα αντικείμενο Herbig-Haro στην περιοχή σχηματισμού αστέρων Cepheus A West, σε απόσταση περίπου 700 παρσέκ. Η μελέτη έγινε δεκτή για δημοσίευση στο The Astrophysical Journal Letters.arxiv.org+1

Το H3+ αποκαλείται συχνά «το μόριο που δημιούργησε το Σύμπαν», επειδή αποτελεί τη βάση για σχεδόν όλη τη διαστρική χημεία αέριας φάσης, συμπεριλαμβανομένων των αντιδράσεων που οδηγούν σε πολύπλοκα οργανικά μόρια, ανέφερε το ScienceAlert. Η παρατήρηση των περιστροφικών γραμμών του δίνει στους αστρονόμους έναν νέο τρόπο μέτρησης του ιοντισμού σε μοριακό αέριο που υφίσταται κρούσεις, έγραψαν οι συγγραφείς.tech.yahoo.com+1

Επιβεβαίωση μιας πρόβλεψης του 1986

Οι τρεις πυρήνες υδρογόνου του μορίου σχηματίζουν ένα ισόπλευρο τρίγωνο. Αυτό το σχήμα το αφήνει χωρίς μόνιμη διπολική ροπή, επομένως κανονικά δεν θα εξέπεμπε φως καθώς περιστρέφεται. Το 1986, οι Fu-Shih Pan και Takeshi Oka από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο υπολόγισαν ότι η φυγόκεντρος παραμόρφωση θα παρήγαγε ένα μικροσκοπικό δίπολο, επιτρέποντας εξαιρετικά ασθενείς «απαγορευμένες» μεταβάσεις, σημείωσε το ScienceAlert.tech.yahoo.com

Η ομάδα καθοδηγήθηκε από τον David Neufeld του Πανεπιστημίου Johns Hopkins, με τους Joel Green και Paule Sonnentrucker από το Space Telescope Science Institute και τον Dan Watson από το Πανεπιστήμιο του Rochester. Χρησιμοποίησαν το φασματόμετρο MIRI του Webb για να παρατηρήσουν δύο πεδία στο HH 168 την 1η Αυγούστου 2026, στο πλαίσιο του προγράμματος 7084, αναφέρει η εργασία. Εντόπισαν 26 γραμμές πάνω από 5 σίγμα, ενώ η ισχυρότερη, στα 16,325 μικρόμετρα, έφτασε τα 72 σίγμα, σύμφωνα με το ScienceAlert και το SSBCrack News.news.ssbcrack.com+2

Πιο φωτεινό από ό,τι ανέμεναν τα μοντέλα

Η εκπομπή του H3+ ταίριαζε με την ταχύτητα και τη χωρική κατανομή του θερμού μοριακού υδρογόνου που υφίσταται κρούσεις, και όχι με το ιονισμένο αέριο. Οι πληθυσμοί των επιπέδων του υποδεικνύουν αέριο σε θερμοκρασία περίπου 2.000 Kelvin ή θερμότερο, ανέφεραν οι ερευνητές. Τα μοντέλα εξηγούν μόνο εν μέρει το σήμα. Ένα μοντέλο κρούσης τύπου C χωρίς διάσπαση ταίριαζε καλά με τις γραμμές υδρογόνου, αλλά υποεκτίμησε το H3+ κατά έναν παράγοντα 5 έως 6. Ένα μοντέλο διάσπασης τύπου J πλησίασε κατά έναν παράγοντα περίπου 1,5, αλλά βγήκε εκτός του επικυρωμένου εύρους του κώδικα κρούσης, σύμφωνα με τη μελέτη.arxiv.org

Εντοπίστηκε επίσης στο HH 211

Όταν η ομάδα έλεγξε αρχειακά δεδομένα του Webb, το ίδιο φάσμα εμφανίστηκε στα κρουστικά κύματα του HH 211, μιας εκροής που προκαλείται από ένα πρωτοαστέρα χαμηλής μάζας. Εκεί, η γραμμή των 16,325 μικρομέτρων ανιχνεύθηκε στα 12 σίγμα σε δύο τοποθεσίες, παρόλο που κάθε ζώνη είχε μόνο 200 δευτερόλεπτα έκθεσης, αναφέρει η μελέτη. Οι συγγραφείς αναμένουν ότι οι γραμμές θα είναι ανιχνεύσιμες και σε άλλες εκροές με ισχυρή εκπομπή θερμού υδρογόνου και ασθενή υπέρυθρη ακτινοβολία. Πρόσθεσαν ότι θα χρειαστούν καλύτερα δεδομένα για τους ρυθμούς σύγκρουσης του H3+ προτού οι γραμμές μπορέσουν να χρησιμοποιηθούν ποσοτικά.arxiv.org

«Οι Pan και Oka είχαν δίκιο όλο αυτό το διάστημα, αυτό που έλειπε ήταν το εργαλείο που θα ήταν αρκετά ευαίσθητο για να το επιβεβαιώσει», έγραψε η Michelle Starr του ScienceAlert.tech.yahoo.com