Webb-teleskopet har för första gången fångat ”förbjudet” H3+ ljus

Astronomer som använder James Webb-teleskopet har för första gången registrerat det rena rotationsspektrumet av trihydrogen-katjonen, H3+. Det svaga "förbjudna" ljuset hade förutspåtts i fyra decennier men hade aldrig tidigare observerats i ett laboratorium eller i rymden, enligt teamets artikel. Signalen kom från HH 168, ett Herbig-Haro-objekt i stjärnbildningsregionen Cepheus A West, cirka 700 parsec bort. Studien har accepterats för publicering i The Astrophysical Journal Letters.arxiv.org+1

H3+ kallas ofta för "molekylen som skapade universum" eftersom den utgör grunden för nästan all interstellär kemi i gasfas, inklusive reaktioner som leder till komplexa organiska molekyler, rapporterar ScienceAlert. Att observera dess rotationslinjer ger astronomer ett nytt sätt att mäta jonisering i chockad molekylär gas, skriver författarna.tech.yahoo.com+1

En förutsägelse från 1986 bekräftad

Molekylens tre vätekärnor bildar en liksidig triangel. Den formen gör att den saknar ett permanent dipolmoment, så den skulle normalt inte sända ut ljus när den roterar. År 1986 beräknade Fu-Shih Pan och Takeshi Oka vid University of Chicago att centrifugalförvrängning skulle skapa en liten dipol och möjliggöra extremt svaga "förbjudna" övergångar, noterar ScienceAlert.tech.yahoo.com

Teamet leddes av David Neufeld vid Johns Hopkins University, tillsammans med Joel Green och Paule Sonnentrucker från Space Telescope Science Institute samt Dan Watson från University of Rochester. De använde Webbs MIRI-spektrometer för att observera två fält i HH 168 den 1 augusti 2026, under program 7084, uppger artikeln. De fann 26 linjer över 5 sigma, och den starkaste, vid 16,325 mikrometer, nådde 72 sigma, enligt ScienceAlert och SSBCrack News.news.ssbcrack.com+2

Starkare än modellerna förväntade

H3+-emissionen matchade hastigheten och den rumsliga fördelningen hos den heta chockade molekylära vätgasen, inte den joniserade gasen. Dess energinivåer pekar på gas vid ungefär 2 000 kelvin eller varmare, rapporterade forskarna. Modellerna förklarar signalen endast delvis. En icke-dissociativ C-typ chockmodell stämde väl överens med vätelinjerna men underskattade H3+ med en faktor på 5 till 6. En dissociativ J-typ modell kom inom en faktor på cirka 1,5, men den hamnade utanför chockkodens validerade intervall, enligt artikeln.arxiv.org

Även observerad i HH 211

När teamet kontrollerade arkiverade Webb-data dök samma spektrum upp i bogchockerna hos HH 211, ett utflöde drivet av en protostjärna med låg massa. Där detekterades 16,325-mikrometerlinjen vid 12 sigma på två platser, trots att varje band bara hade 200 sekunders exponering, säger studien. Författarna förväntar sig att linjerna kommer att vara detekterbara i andra utflöden med stark varm väteemission och svag infraröd strålning. De tillade att bättre data för kollisionshastigheter för H3+ kommer att behövas innan linjerna kan användas kvantitativt.arxiv.org

"Pan och Oka har haft rätt hela tiden – det som saknades var verktyget som var tillräckligt känsligt för att bekräfta det", skrev Michelle Starr på ScienceAlert.tech.yahoo.com