هناك ستة فقط منها: الرادون ، الهليوم ، النيون ، الكريبتون ، الزينون وأول الجزيئات التي يتم اكتشافها في الفضاء - الأرجون. إذن ، أين قام فريق من علماء الفلك الذين يستخدمون مرصد هيرشل الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية بالاكتشاف غير العادي إلى حد ما؟ جرب مسييه 1 ... سديم "السلطعون"!
في دراسة بقيادة البروفيسور مايك بارلو (قسم الفيزياء وعلم الفلك بجامعة كاليفورنيا) ، كان فريق بحث في جامعة كاليفورنيا في الولايات المتحدة يأخذ قياسات للغاز البارد ومناطق الغبار من هذه المستعر الأعظم الشهير في ضوء الأشعة تحت الحمراء عندما تعثروا على التوقيع الكيميائي لأيونات الهيدروجين الأرجون. من خلال ملاحظة أطوال موجية أطول من الضوء مما يمكن للعين البشرية اكتشافه ، أعطى العلماء مصداقية للنظريات الحالية حول كيفية حدوث الأرجون بشكل طبيعي.
"كنا نجري مسحًا للغبار في العديد من بقايا المستعرات الأعظمية الساطعة باستخدام هيرشيل ، أحدها سديم السرطان. وقال بارلو إن اكتشاف أيونات هيدريد الأرجون هنا غير متوقع لأنك لا تتوقع ذرة مثل غاز الأرجون والغاز النبيل لتشكيل الجزيئات ، ولا تتوقع العثور عليها في البيئة القاسية لبقايا السوبرنوفا.
عندما يتعلق الأمر بنجم ، فهي ساخنة وتشعل الطيف المرئي. يمكن رؤية الأجسام الباردة مثل الغبار السديمي بشكل أفضل في الأشعة تحت الحمراء ، ولكن هناك مشكلة واحدة فقط - الغلاف الجوي للأرض يتداخل مع اكتشاف تلك النهاية من الطيف الكهرومغناطيسي. على الرغم من أننا نستطيع رؤية السدم في الضوء المرئي ، فإن ما يظهر هو نتاج الغازات الساخنة والمثيرة ، وليس المناطق الباردة والمغبرة. هذه المناطق غير المرئية هي تخصص أدوات هيرشل SPIRE. يرسمون الغبار في الأشعة تحت الحمراء البعيدة مع ملاحظاتهم الطيفية. في هذه الحالة ، دهش الباحثون إلى حد ما عندما وجدوا بعض البيانات غير العادية للغاية التي تتطلب وقتًا لفهمها بالكامل.
قال بارلو: "إن النظر إلى أطياف الأشعة تحت الحمراء مفيد لأنه يعطينا توقيعات الجزيئات ، ولا سيما توقيعاتها الدورانية". "عندما يكون لديك ، على سبيل المثال ، ذرتان مترابطتان معًا ، تدوران حول مركز كتلتهما المشتركة. تأتي السرعة التي يمكنهم من خلالها الدوران بترددات محددة ومحددة للغاية ، والتي يمكننا اكتشافها في شكل ضوء الأشعة تحت الحمراء باستخدام تلسكوبنا ".
وفقا للبيان الصحفي ، يمكن أن توجد العناصر بأشكال مختلفة تعرف بالنظائر المشعة. هذه تحتوي على أعداد مختلفة من النيوترونات في النوى الذرية. عندما يتعلق الأمر بالخصائص ، يمكن أن تكون النظائر متشابهة إلى حد ما مع بعضها البعض ، ولكن لها كتل مختلفة. ولهذا السبب ، تعتمد سرعة الدوران على النظائر الموجودة في الجزيء. "أظهر الضوء القادم من مناطق معينة من سديم Crab قمم شديدة للغاية وغير مبررة في شدتها حول 618 جيجا هرتز و 1235 جيجا هرتز." من خلال مقارنة بيانات الخصائص المعروفة للجزيئات المختلفة ، توصل الفريق العلمي إلى استنتاج مفاده أن الانبعاثات الغامضة كانت نتاج غزل الأيونات الجزيئية لهيدون الأرجون. علاوة على ذلك ، يمكن عزلها. نظير الأرجون الوحيد الذي يمكن أن يدور هكذا كان الأرجون -36! يبدو أن الطاقة المنبعثة من النجم النيوتروني المركزي في سديم السرطان تتأين الأرجون ، والتي تتحد مع جزيئات الهيدروجين لتكوين أيون الجزيئي ArH +.
وأضاف البروفيسور بروس سوينيارد (قسم الفيزياء والفلك بجامعة كاليفورنيا ومختبر روثرفورد أبليتون) ، أحد أعضاء الفريق: "كان اكتشافنا غير متوقع بطريقة أخرى - لأنه عادة عندما تجد جزيءًا جديدًا في الفضاء ، فإن توقيعه ضعيف وأنت يجب أن تعمل بجد للعثور عليه. في هذه الحالة ، خرجت للتو من أطيافنا ".
هل هذا المثال من الأرجون -36 في بقايا مستعر أعظم طبيعي؟ تتحدى. على الرغم من أن الاكتشاف كان الأول من نوعه ، فلا شك أنه ليس آخر مرة يتم اكتشافه. يستطيع الفلكيون الآن ترسيخ نظرياتهم حول كيفية تشكل الأرجون. تسمح التنبؤات الحالية للأرجون -36 وليس الأرجون -40 أن يكون أيضًا جزءًا من هيكل المستعر الأعظم. ومع ذلك ، هنا على الأرض ، الأرجون 40 هو نظير مهيمن ، يتم إنشاؤه من خلال التحلل الإشعاعي للبوتاسيوم في الصخور.
ستظل أبحاث الغاز النبيل محط تركيز العلماء في جامعة كاليفورنيا. كمصادفة مذهلة ، تم اكتشاف الأرجون ، إلى جانب غازات نبيلة أخرى ، في جامعة كاليفورنيا في ويليام رامزي في نهاية القرن التاسع عشر! أتساءل ما كان يظن لو عرف إلى أي مدى ستأخذنا هذه الاكتشافات؟
مصدر القصة الأصلية: بيان صحفي صادر عن جامعة كلية لندن (UCL)
