Webb-teleskopet har for første gang observert «forbudt» H3+ lys

Astronomer som bruker James Webb-teleskopet har for første gang registrert det rene rotasjonsspekteret til trihydrogen-kationet, H3+. Det svake «forbudte» lyset hadde vært forutsagt i fire tiår, men hadde aldri blitt observert i et laboratorium eller i verdensrommet, ifølge teamets artikkel. Signalet kom fra HH 168, et Herbig-Haro-objekt i stjernedannelsesregionen Cepheus A West, omtrent 700 parsec unna. Studien er akseptert for publisering i The Astrophysical Journal Letters.arxiv.org+1

H3+ blir ofte kalt «molekylet som skapte universet» fordi det danner grunnlaget for nesten all interstellær kjemi i gassfase, inkludert reaksjoner som fører til komplekse organiske molekyler, melder ScienceAlert. Å observere rotasjonslinjene gir astronomer en ny måte å måle ionisering i sjokkert molekylær gass på, skriver forfatterne.tech.yahoo.com+1

En spådom fra 1986 bekreftet

Molekylets tre hydrogenkjerner danner en likesidet trekant. Denne formen gjør at det ikke har noe permanent dipolmoment, så det ville normalt ikke sendt ut lys når det roterer. I 1986 beregnet Fu-Shih Pan og Takeshi Oka ved University of Chicago at sentrifugalforvrengning ville skape en liten dipol og tillate ekstremt svake «forbudte» overganger, bemerker ScienceAlert.tech.yahoo.com

Teamet ble ledet av David Neufeld ved Johns Hopkins University, med Joel Green og Paule Sonnentrucker fra Space Telescope Science Institute og Dan Watson fra University of Rochester. De brukte Webbs MIRI-spektrometer for å observere to felt i HH 168 den 1. august 2026, under program 7084, opplyser artikkelen. De fant 26 linjer over 5 sigma, og den sterkeste, ved 16,325 mikrometer, nådde 72 sigma, ifølge ScienceAlert og SSBCrack News.news.ssbcrack.com+2

Sterkere enn modellene forventet

H3+-emisjonen samsvarte med hastigheten og den romlige fordelingen til den varme sjokkerte molekylære hydrogenen, ikke den ioniserte gassen. Befolkningstettheten på energinivåene peker mot gass på omtrent 2000 kelvin eller varmere, rapporterte forskerne. Modellene forklarer signalet bare delvis. En ikke-dissosiativ C-type sjokkmodell passet godt med hydrogenlinjene, men underestimerte H3+ med en faktor på 5 til 6. En dissosiativ J-type modell kom innenfor en faktor på omtrent 1,5, men den havnet utenfor det validerte området for sjokkkoden, ifølge artikkelen.arxiv.org

Også observert i HH 211

Da teamet sjekket arkiverte Webb-data, dukket det samme spekteret opp i bogsjokkene til HH 211, en utstrømning drevet av en protostjerne med lav masse. Der ble 16,325-mikrometerlinjen detektert ved 12 sigma på to steder, selv om hvert bånd bare hadde 200 sekunders eksponering, sier studien. Forfatterne forventer at linjene vil være detekterbare i andre utstrømninger med sterk varm hydrogenemisjon og svak infrarød stråling. De la til at bedre data for kollisjonsrater for H3+ vil være nødvendig før linjene kan brukes kvantitativt.arxiv.org

«Pan og Oka har hatt rett hele tiden – det som manglet var verktøyet som var sensitivt nok til å bekrefte det,» skrev Michelle Starr i ScienceAlert.tech.yahoo.com