Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики – The Universe Times | 20.05.2019

Scroll to top

Top

Нет комментариев

В туманности NGC 7027 обнаружена первая образовавшаяся во вселенной молекула

В туманности NGC 7027 обнаружена первая образовавшаяся во вселенной молекула

Впервые, после десятилетий поиска, в космосе был обнаружен самый первый тип молекул, когда-либо образовавшихся во Вселенной. Учёные обнаружили его сигнатуру в нашей собственной галактике Млечный Путь, используя для этих целей крупнейшую в мире воздушную стратосферную инфракрасную обсерваторию SOFIA. Она представляет собой самолёт, который летает высоко над поверхностью Земли и с помощью своих чувствительных инструментов исследует космос.

Когда вселенная была еще очень молода, в ней существовало лишь несколько видов атомов. Учёные считают, что примерно через 100000 лет после Большого взрыва гелий и водород впервые объединились, чтобы создать молекулу, называемую гидридом гелия. Гидрид гелия, как всегда полагали исследователи, должен присутствовать в определённых областях современной вселенной, но он никогда не был обнаружен в космосе. До сих пор.

Туманность NGC 7027

Иллюстрация планетарной туманности NGC 7027 и молекул гидрида гелия. В этой планетарной туманности стратосферная обсерватория SOFIA обнаружила эту комбинацию гелия (красный) и водорода (синий), которая была первым типом молекул из всех, когда-либо образовавшихся в ранней вселенной. И это первый случай, когда гидрид гелия был найден в современной вселенной. Источник: NASA/ESA/Hubble Processing: Judy Schmidt

SOFIA нашла современный гидрид гелия в планетарной туманности – остатке того, что когда-то было солнцеподобной звездой. Она расположена на расстоянии 3000 световых лет от нас в созвездии Лебедя, а называется она NGC 7027. Как оказалось, эта туманность имеет условия, позволяющие этой загадочной молекуле образоваться. Открытие служит доказательством того, что гидрид гелия действительно может существовать в космосе. Это подтверждает ключевую часть нашего базового понимания химических процессов в ранней вселенной и того, как она эволюционировала на протяжении миллиардов лет в сложные химические соединения сегодняшнего дня. Результаты работы опубликованы в выпуске Nature.

“Эта молекула всегда скрывалась в туманности, но нам нужны были правильные инструменты, способные проводить наблюдения в нужном положении, и SOOFIA смогла это сделать на отлично”, – сказал Гарольд Йорк, директор научного центра SOFIA в Силиконовой долине.

Сегодня вселенная наполнена большими, сложными структурами, такими как планеты, звёзды и галактики. Но более 13 миллиардов лет назад, вскоре после Большого взрыва, ранняя Вселенная была горячей, и всё, что в ней существовало, это несколько типов атомов, в основном, гелий и водород. Когда атомы объединились, чтобы сформировать первые молекулы, вселенная, наконец, смогла остыть и начала принимать форму. Учёные пришли к выводу, что гидрид гелия был этой первородной молекулой.

Как только началось охлаждение, атомы водорода смогли взаимодействовать с гидридом гелия, что привело к созданию молекулярного водорода – молекулы, в первую очередь ответственной за образование первых звёзд. И уже звёзды продолжили ковать в своих недрах все элементы, которые составляют наш богатый химический космос сегодня. Проблема, однако, в том, что учёные не смогли найти гидрид гелия. Поэтому, этот первый шаг зарождения химических процессов до сих пор не был доказан.

“Отсутствие доказательств самого существования гидрида гелия в межзвёздном пространстве было проблемой для астрономии в течение нескольких десятилетий”, – сказал Рольф Гестен из Института радиоастрономии Макса Планка в Бонне, ведущий автор статьи.

Гидрид гелия – очень капризная молекула. Гелий сам по себе является благородным газом, что делает его малоактивным для реакции объединения с любым другим видом атома. Но в 1925 году учёные смогли создать молекулу в лаборатории, заставив гелий поделиться одним из своих электронов с ионом водорода.

Затем, в конце 1970-х годов, учёные, изучавшие планетарную туманность под названием NGC 7027, решили, что её среда очень хорошо подходит для образования гидрида гелия, благодаря ультрафиолетовому излучению и теплу от стареющей звезды. Но их наблюдения были неубедительны. Последующие попытки намекнули, что она может действительно существовать там, но загадочная молекула продолжала ускользать от взора специалистов. Используемые тогда космические телескопы не обладали специальной технологией для выделения сигнала гидрида гелия из смеси других молекул туманности.

В 2016 году учёные обратились за помощью к SOFIA. Летая на высоте 13.7 километра, эта обсерватория проводит наблюдения, находясь над мешающими наблюдениям слоями земной атмосферы. Но у неё есть одно неоспоримое преимущество, которого нет у космических телескопов – она возвращается на Землю после каждого научного полёта.

“В связи с этим мы можем менять инструменты и использовать новейшие технологии. Эта гибкость позволяет нам улучшать наблюдения и находить ответы на самые актуальные вопросы”, – сказал Насим Рангвала заместитель главного учёного проекта SOFIA.

Недавнее обновление одного из инструментов обсерватории, являющегося приёмником на терагерцовых частотах GREAT, добавило канал анализа именно для гидрида гелия, которого не было в предыдущих телескопах. Прибор работает как радиоприемник. Учёные настраиваются на частоту молекулы, которую они ищут, подобно настройке FM-радио на нужную станцию. Когда SOFIA поднялась в ночное небо, на борту находились учёные, считывающие данные с прибора в режиме реального времени. И менно в этот раз сигнал гидрида гелия прозвучал громко и отчетливо.

“Было так интересно как бы находиться там, впервые увидев гидрид гелия в полученных данных. Это событие является счастливым окончанием наших долгих поисков и устраняет сомнения в понимании основных химических процессов ранней Вселенной”.

По информации НАСА.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google