Det finns bara sex av dem: radon, helium, neon, krypton, xenon och de första molekylerna som upptäcktes i rymden - argon. Så var gjorde ett team av astronomer som använder ESA: s Herschel Space Observatory sin ganska ovanliga upptäckt? Prova Messier 1 ... "Crab" Nebula!
I en studie ledd av professor Mike Barlow (UCL Department of Physics & Astronomy) tog ett UCL-forskarteam mätningar av kalla gas- och dammregioner i denna berömda supernovarester i infrarött ljus när de snubblat över den kemiska signaturen för argonvätejoner. Genom att observera i längre våglängder för ljus än det som kan upptäckas av det mänskliga ögat, gav forskarna tro på aktuella teorier om hur argon förekommer naturligt.
”Vi gjorde en undersökning av dammet i flera ljusa supernovarester med Herschel, varav den ena var Crab Nebula. Att upptäcka argonhydridjoner här var oväntat eftersom du inte förväntar dig att en atom som argon, en ädelgas, ska bilda molekyler, och du skulle inte förvänta dig att hitta dem i den hårda miljön i en supernova-rest, "sa Barlow.
När det gäller en stjärna är de heta och tänder det synliga spektrumet. Kalla föremål som nebular damm ses bättre i infraröd, men det finns bara ett problem - Jordens atmosfär stör störningen av det slutet av det elektromagnetiska spektrumet. Även om vi kan se nebulosor i synligt ljus, är det som visar produkten av heta, upphetsade gaser, inte de kalla och dammiga regionerna. Dessa osynliga regioner är specialiteten i Herschels SPIRE-instrument. De kartlägger dammet långt infrarött med sina spektroskopiska observationer. I det här fallet blev forskarna något förvånade när de hittade några mycket ovanliga data som krävde tid för att fullt ut förstå.
"Att titta på infraröda spektra är användbart eftersom det ger oss signaturer av molekyler, särskilt deras rotationsignaturer," sa Barlow. ”Där du till exempel har två atomer som är sammanfogade, roterar de runt deras delade masscentrum. Den hastighet med vilken de kan snurra kommer ut på mycket specifika, kvantiserade frekvenser, som vi kan upptäcka i form av infrarött ljus med vårt teleskop. "
Enligt nyhetsmeddelandet kan element existera i olika former som kallas isotoper. Dessa har olika antal neutroner i atomkärnorna. När det gäller egenskaper kan isotoper vara något lika varandra, men de har olika massor. På grund av detta beror rotationshastigheten på vilka isotoper som finns i en molekyl. "Ljuset från vissa regioner i krabba nebula visade extremt starka och oförklarade toppar i intensitet runt 618 gigahertz och 1235 GHz." Genom att jämföra data om kända egenskaper hos olika molekyler kom forskargruppen till slutsatsen att mysteriumemissionen var produkten från spinnande molekyljoner av argonhydrid. Dessutom kan det isoleras. Den enda argonisotop som kunde snurra så var argon-36! Det verkar som den energi som frigörs från den centrala neutronstjärnan i Crab Nebula joniserade argon, som sedan kombinerades med vätemolekyler för att bilda den molekylära jonen ArH +.
Professor Bruce Swinyard (UCL Department of Physics & Astronomy och Rutherford Appleton Laboratory), en medlem av teamet, tillade: ”Vår upptäckt var oväntad på ett annat sätt - för normalt sett när du hittar en ny molekyl i rymden är dess signatur svag och du måste arbeta hårt för att hitta det. I det här fallet hoppade det bara ut ur våra spektra. ”
Är detta exempel av argon-36 i en supernovarester naturligt? Det kan du ge dig på. Även om upptäckten var den första i sitt slag, är det utan tvekan inte sista gången det upptäcks. Nu kan astronomer stelna sina teorier om hur argon bildas. Nuvarande förutsägelser gör det möjligt för argon-36 och ingen argon-40 också att ingå i supernovas struktur. Men här på jorden är argon-40 en dominerande isotop, en som skapas genom det radioaktiva förfallet av kalium i stenar.
Nobelgasforskning kommer att fortsätta att vara ett fokus för forskare vid UCL. Som en fantastisk tillfällighet upptäcktes argon, tillsammans med andra ädla gaser, vid UCL av William Ramsay i slutet av 1800-talet! Jag undrar vad han skulle ha tänkt om han visste hur mycket dessa upptäckter skulle ta oss?
Original berättelse Källa: University College London (UCL) Pressmeddelande
