Er zijn er maar zes: radon, helium, neon, krypton, xenon en de eerste moleculen die in de ruimte worden ontdekt - argon. Dus waar heeft een team van astronomen die ESA's Herschel Space Observatory gebruiken hun nogal ongebruikelijke ontdekking gedaan? Probeer Messier 1… De “Krab” -nevel!
In een studie onder leiding van professor Mike Barlow (UCL-afdeling Fysica en Astronomie), nam een UCL-onderzoeksteam metingen van koud gas- en stofgebieden van dit beroemde supernova-restant in infrarood licht toen ze op de chemische signatuur van argonwaterstofionen stuitten. Door te observeren in langere golflengten van licht dan door het menselijk oog kan worden gedetecteerd, gaven de wetenschappers geloof aan de huidige theorieën over hoe argon van nature voorkomt.
'We hebben het stof in verschillende heldere supernovaresten onderzocht met Herschel, waaronder de Krabnevel. Het was onverwacht om hier argonhydride-ionen te ontdekken, omdat je niet verwacht dat een atoom zoals argon, een edelgas, moleculen vormt, en je zou niet verwachten dat je ze zou vinden in de harde omgeving van een supernovarest, "zei Barlow.
Als het om een ster gaat, zijn ze heet en ontbranden ze het zichtbare spectrum. Koude objecten zoals nevelstof zijn beter zichtbaar in infrarood, maar er is maar één probleem: de atmosfeer van de aarde verstoort de detectie van dat uiteinde van het elektromagnetische spectrum. Hoewel we nevels in zichtbaar licht kunnen zien, is het product het resultaat van hete, opgewonden gassen, niet de koude en stoffige gebieden. Deze onzichtbare regio's zijn de specialiteit van HERSCHELS SPIRE-instrumenten. Ze brengen het stof in ver-infrarood in kaart met hun spectroscopische waarnemingen. In dit geval waren de onderzoekers enigszins verbaasd toen ze een aantal zeer ongebruikelijke gegevens vonden die tijd nodig hadden om volledig te begrijpen.
"Het is nuttig om naar infraroodspectra te kijken omdat het ons de handtekeningen van moleculen geeft, in het bijzonder hun roterende handtekeningen," zei Barlow. 'Waar je bijvoorbeeld twee atomen bij elkaar hebt, draaien ze rond hun gedeelde massamiddelpunt. De snelheid waarmee ze kunnen draaien komt uit op heel specifieke, gekwantificeerde frequenties, die we met onze telescoop kunnen detecteren in de vorm van infrarood licht. ”
Volgens het persbericht kunnen elementen bestaan in verschillende vormen die bekend staan als isotopen. Deze hebben verschillende aantallen neutronen in de atoomkernen. Als het gaat om eigenschappen, kunnen isotopen enigszins op elkaar lijken, maar ze hebben verschillende massa's. Hierdoor is het toerental afhankelijk van welke isotopen in een molecuul aanwezig zijn. "Het licht afkomstig uit bepaalde regio's van de Krabnevel vertoonde extreem sterke en onverklaarbare pieken in intensiteit rond 618 gigahertz en 1235 GHz." Door gegevens van bekende eigenschappen van verschillende moleculen te vergelijken, kwam het wetenschapsteam tot de conclusie dat de mysterie-emissie het product was van het spinnen van moleculaire ionen van argonhydride. Bovendien zou het geïsoleerd kunnen zijn. De enige argonisotoop die zo kon draaien was argon-36! Het lijkt erop dat de energie die vrijkomt uit de centrale neutronenster in de Krabnevel het argon ioniseerde, dat vervolgens werd gecombineerd met waterstofmoleculen om het moleculaire ion ArH + te vormen.
Professor Bruce Swinyard (UCL-afdeling Fysica en Astronomie en Rutherford Appleton Laboratory), een lid van het team, voegde eraan toe: “Onze ontdekking was op een andere manier onverwachts, want normaal gesproken wanneer je een nieuw molecuul in de ruimte vindt, is de signatuur zwak en je moeten hard werken om het te vinden. In dit geval sprong het gewoon uit onze spectra. '
Is dit exemplaar van argon-36 in een supernova-rest natuurlijk? Zeker weten. Ook al was de ontdekking de eerste in zijn soort, het is ongetwijfeld niet de laatste keer dat hij wordt ontdekt. Nu kunnen astronomen hun theorieën over hoe argon zich vormt versterken. Met de huidige voorspellingen kunnen argon-36 en geen argon-40 ook deel uitmaken van de supernovastructuur. Hier op aarde is argon-40 echter een dominante isotoop, die wordt aangemaakt door het radioactieve verval van kalium in gesteenten.
Onderzoek naar edelgas blijft een focus van wetenschappers van de UCL. Als een verbazingwekkend toeval werd argon, samen met andere edelgassen, aan het UCL ontdekt door William Ramsay aan het einde van de 19e eeuw! Ik vraag me af wat hij zou hebben gedacht als hij had geweten hoe ver die ontdekkingen ons zouden brengen?
Oorspronkelijk verhaal Bron: persbericht University College London (UCL)
