มีเพียงหกของพวกเขา: เรดอน, ฮีเลียม, นีออน, คริปทอน, ซีนอนและโมเลกุลแรกที่จะค้นพบในอวกาศ - อาร์กอน ดังนั้นทีมนักดาราศาสตร์ที่ใช้หอสังเกตการณ์อวกาศเฮอร์เชลของ ESA ทำการค้นพบที่ผิดปกติได้อย่างไร ลองเมสไซเออร์ 1 …เนบิวลา“ ปู”!
ในการศึกษาที่นำโดยศาสตราจารย์ไมค์บาร์โลว์ (UCL ภาควิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์) ทีมวิจัย UCL กำลังทำการตรวจวัดบริเวณก๊าซและฝุ่นเย็นของซูเปอร์โนวาที่มีชื่อเสียงนี้ที่หลงเหลืออยู่ในแสงอินฟราเรดเมื่อพวกเขาสะดุดกับลายเซ็นเคมีของไอออนไฮโดรเจนอาร์กอน โดยการสังเกตในความยาวคลื่นของแสงนานกว่าที่ตรวจพบได้ด้วยตามนุษย์นักวิทยาศาสตร์ให้ความเชื่อมั่นกับทฤษฎีปัจจุบันว่าอาร์กอนเกิดขึ้นตามธรรมชาติได้อย่างไร
“ เราทำการสำรวจฝุ่นในซูเปอร์โนวาที่สดใสหลายแห่งโดยใช้เฮอร์เชลซึ่งหนึ่งในนั้นคือเนบิวลาปู การค้นพบไอออนอาร์กอนไฮไดรด์ที่นี่เป็นสิ่งที่ไม่คาดคิดเพราะคุณไม่ได้คาดหวังอะตอมเช่นอาร์กอนก๊าซมีตระกูลในการสร้างโมเลกุลและคุณไม่คาดหวังว่าจะพบพวกมันในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของเศษซุปเปอร์โนวา” บาร์โลว์กล่าว
เมื่อมันมาถึงดาวพวกมันร้อนและจุดติดไฟที่มองเห็นได้ วัตถุเย็นเช่นฝุ่น nebular จะเห็นได้ดีกว่าในอินฟราเรด แต่มีเพียงปัญหาเดียว - ชั้นบรรยากาศของโลกรบกวนการตรวจจับจุดสิ้นสุดของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ถึงแม้ว่าเราจะเห็นเนบิวลาในแสงที่มองเห็นสิ่งที่แสดงให้เห็นว่าเป็นผลิตภัณฑ์ของร้อนก๊าซตื่นเต้นไม่เย็นและภูมิภาคฝุ่น ภูมิภาคที่มองไม่เห็นเหล่านี้เป็นความพิเศษของเครื่องมือ SPIRE ของ Herschel พวกเขาทำแผนที่ฝุ่นในอินฟราเรดไกลด้วยการสำรวจด้วยสเปคตรัม ในตัวอย่างนี้นักวิจัยค่อนข้างประหลาดใจเมื่อพบข้อมูลผิดปกติบางอย่างซึ่งต้องใช้เวลาในการทำความเข้าใจ
“ การมองสเปกตรัมอินฟราเรดนั้นมีประโยชน์เพราะมันให้ลายเซ็นของโมเลกุลโดยเฉพาะลายเซ็นการหมุน” บาร์โลว์กล่าว “ ตัวอย่างเช่นที่คุณมีอะตอมสองอะตอมรวมตัวกันพวกมันหมุนรอบจุดศูนย์กลางมวลที่ใช้ร่วมกัน ความเร็วที่พวกเขาสามารถหมุนออกมานั้นมีความถี่เฉพาะเจาะจงมากซึ่งเราสามารถตรวจจับได้ในรูปของแสงอินฟราเรดด้วยกล้องโทรทรรศน์ของเรา”
ตามข่าวประชาสัมพันธ์องค์ประกอบสามารถมีอยู่ในรูปแบบต่าง ๆ ที่เรียกว่าไอโซโทป เหล่านี้มีจำนวนนิวตรอนที่แตกต่างกันในนิวเคลียสของอะตอม เมื่อพูดถึงคุณสมบัติไอโซโทปจะค่อนข้างเหมือนกัน แต่มีมวลแตกต่างกัน ด้วยเหตุนี้ความเร็วในการหมุนจึงขึ้นอยู่กับไอโซโทปที่มีอยู่ในโมเลกุล “ แสงที่มาจากบางภูมิภาคของเนบิวลาปูแสดงให้เห็นถึงยอดเขาที่แข็งแกร่งและไม่สามารถอธิบายได้ในความหนาแน่นประมาณ 618 กิกะเฮิร์ตซ์และ 1235 GHz” โดยการเปรียบเทียบข้อมูลคุณสมบัติที่รู้จักของโมเลกุลต่าง ๆ ทีมวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าการปล่อยความลึกลับนั้นเป็นผลมาจากการหมุนของโมเลกุลไอออนของอาร์กอนไฮไดรด์ ยิ่งไปกว่านั้นมันสามารถแยกได้ ไอโซโทปอาร์กอนเพียงอันเดียวที่สามารถหมุนได้เช่นนั้นคืออาร์กอน -36! มันจะปรากฎพลังงานที่ปล่อยออกมาจากดาวนิวตรอนกลางในเนบิวลาปูซึ่งทำให้อิออนอาร์กอนแตกตัวเป็นไอออนซึ่งจะรวมกับโมเลกุลไฮโดรเจนเพื่อก่อให้เกิดไอออนโมเลกุล ArH +
ศาสตราจารย์บรูซสวิญนาร์ด (UCL ภาควิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์และห้องปฏิบัติการรูเทอร์ฟอร์ดแอปเปิลตัน) สมาชิกของทีมกล่าวเสริมว่า:“ การค้นพบของเรานั้นไม่คาดคิดในอีกทางหนึ่ง - เพราะปกติแล้วเมื่อคุณพบโมเลกุลใหม่ในอวกาศ ต้องทำงานหนักเพื่อหามัน ในกรณีนี้มันเพิ่งกระโดดออกจากสเปกตรัมของเรา”
นี่คือตัวอย่างของ argon-36 ในซูเปอร์โนวาธรรมชาติที่หลงเหลืออยู่ไหม? พนันได้เลย. แม้ว่าการค้นพบจะเป็นชนิดแรก แต่ก็ไม่ต้องสงสัยเลยว่าครั้งสุดท้ายที่มันจะถูกตรวจพบ ตอนนี้นักดาราศาสตร์สามารถทำให้ทฤษฎีของพวกเขาแข็งตัวว่าอาร์กอนก่อตัวอย่างไร การคาดการณ์ปัจจุบันอนุญาตให้อาร์กอน -36 และไม่มีอาร์กอน -40 เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างซูเปอร์โนวา อย่างไรก็ตามที่นี่บนโลกอาร์กอน -40 เป็นไอโซโทปที่โดดเด่นซึ่งถูกสร้างขึ้นผ่านการสลายตัวของโพแทสเซียมในหิน
การวิจัยก๊าซที่มีเกียรติจะยังคงเป็นจุดสนใจของนักวิทยาศาสตร์ที่ UCL ในฐานะที่เป็นเรื่องบังเอิญที่น่าทึ่งอาร์กอนพร้อมกับก๊าซมีตระกูลอื่นถูกค้นพบที่วิลเลียมยูซีแอลในช่วงปลายศตวรรษที่ 19! ฉันสงสัยว่าเขาจะคิดอย่างไรถ้าเขารู้ว่าการค้นพบเหล่านั้นจะพาเราไปไกลแค่ไหน
Original Story Source: University College London (UCL) แถลงข่าว
