Osegi
Наука·1 мин чтения

«Уэбб» нашёл «запрещённый» сигнал H3+, предсказанный в 1986

«Уэбб» поймал слабое вращательное излучение H₃⁺, «молекулы, создавшей Вселенную». Его предсказали в 1986 году, но не видели даже в лаборатории.

Infrared view of a Herbig-Haro object, with glowing jets of gas from a newborn star ploughing into a dusty nebula.
Фото: Хабр

Одна из важнейших молекул космоса сорок лет прятала своё излучение. Телескоп «Джеймс Уэбб» наконец его увидел: «запрещённый» сигнал H₃⁺ предсказали в 1986 году, но ни во Вселенной, ни в лаборатории его раньше не наблюдали.

H₃⁺, катион трёхатомного водорода, лежит в основе почти всей химии газа в межзвёздном пространстве, включая образование сложных органических молекул, из которых строятся кирпичики жизни. Поэтому его называют «молекулой, создавшей Вселенную». Его находили в межзвёздных облаках, и отчасти он отвечает за полярные сияния Юпитера. Не хватало лишь излучения при вращении.

Группа Дэвида Нойфельда из Университета Джонса Хопкинса обнаружила его в газе за тысячи световых лет от нас.

Почему сигнал H₃⁺ называют «запрещённым»?

Три ядра водорода образуют равносторонний треугольник, а два электрона распределены между ними. Постоянного дипольного момента нет, так что при вращении молекула излучать не должна. Но в 1986 году Фу-Ши Пан и Такэси Ока из Чикагского университета рассчитали: центробежные силы слегка искажают симметрию, возникает крошечный дипольный момент, и слабое излучение возможно. Такие переходы «запрещены» не законами физики, а обычными правилами молекулярного излучения.

Где нашли сигнал?

В объекте Хербига — Аро HH 168. Молодые звёзды выбрасывают струи вещества со скоростью сотни километров в секунду, они бьют в облако, и ударные волны нагревают газ до тысяч градусов. Инфракрасное зрение «Уэбба» лучше видит сквозь пыль. В спектре нашлись 26 очень слабых линий с длинами волн, совпавшими с расчётами Пана и Оки. Самая сильная имела значимость 72 сигма. То же излучение обнаружилось в архивных данных объекта HH 211.

Молекула светила ярче, чем предсказывали модели. Одна хорошо описывала излучение обычного водорода H₂, но занижала сигнал H₃⁺ в пять-шесть раз. Другая подходила лучше, но использовала условия за пределами проверенного диапазона. Почему сигнал такой яркий, пока неясно.

Теперь сам H₃⁺ может стать инструментом для изучения гигантских ударных волн новорождённых звёзд.

Приложения, на которые стоит взглянуть

SUMO: числовая головоломка

Выбирайте нужные клетки, складывайте, достигайте цели. Легко понять, сложно освоить. Бесплатно, для любого возраста.

Теги:james webbh3+trihydrogen cationherbig-haroastronomyhh 168

Ещё за этот день

Показать все →

Ещё в рубрике: Наука

Показать все →