Kietas vandenilio ledas gali paaiškinti tarpžvaigždinį švytėjimą, sako chemikai

Astronomai jau seniai žinojo, kad didžioji visatos dalis yra užpildyta difuziniu vandeniliu. Tiesą sakant, jie gali matyti jonizuotas vandenilio dujas pagal jų skleidžiamas elektromagnetines bangas.

Tačiau septintajame dešimtmetyje kai kurie astronomai pasiūlė, kad tarpžvaigždinė terpė taip pat gali būti užpildyta kietu vandenilio ledu. Įvairūs kiti vėliau pabrėžė, kad tai mažai tikėtina, nes ledas turėtų sublimuotis net esant dideliam tarpžvaigždinės erdvės šalčiui.

Visai neseniai astronomai antrą kartą pažvelgė į šią idėją ir mokslinės nuomonės švytuoklė pradėjo svyruoti vandenilinio ledo naudai. Taip yra todėl, kad chemikai išsiaiškino, kad vandenilio ledas yra stabilesnis, jei jame yra priemaišų. Papildomi jonai gardelėje padeda stabilizuoti H2 ledą.

Taigi, jei vandenilio ledas susiformuotų erdvėje, kai yra kitų priemaišų, tarpžvaigždinė erdvė gali būti pilna jo.

Tai kelia įdomų klausimą. Vandenilio ledas yra daugiau ar mažiau skaidrus optiniais dažniais. Taigi, kaip mes galime jį aptikti erdvėje?

Šiandien Ching Yeh Lin iš Australijos nacionalinio universiteto Kanberoje ir keli bičiuliai pateikia įdomų pasiūlymą. Jie sako, kad kai fotonai bombarduoja vandenilio ledą, jie turėtų jį jonizuoti, sukurdami jonizuotus vandenilio spiečius, ypač H6+. Šis jonų klasteris nesusidaro vandenilio dujose, todėl jo buvimas yra geras vandenilio ledo žymeklis.

Problema ta, kad niekas nežino, kaip atrodo H6+ – šis darbas laboratorijoje dar nebuvo atliktas. Taigi Ching Yeh Lin ir bendradarbiai iš pirmųjų principų apskaičiavo jo vibracinius perėjimus. Jų išvada yra tokia, kad H6+ (ir jo deuteruotas pusbrolis (HD)3+) infraraudonojoje spektro dalyje turėtų skleisti įvairius spindulius.

Tada jie lygina savo prognozes su emisijomis, kurias astronomai gali matyti iš tarpžvaigždinės erdvės.

Pasirodo, tarpžvaigždinė erdvė silpnai šviečia, sukurdama sudėtingą dažnių mišinį. Šios emisijos vadinamos difuzinėmis tarpžvaigždinėmis juostomis arba DIB, o jų kilmė astronomus jau seniai glumino.

Dabar Ching Yeh Lin ir kiti teigia, kad numatomi H6+ išmetimai labai atitinka tuos, kuriuos gali matyti astronomai. Darome išvadą, kad reikia rimtai apsvarstyti galimybę, kad tarpžvaigždinėje terpėje yra daug kietojo H2, sako jie.

Tai jaudinanti pažanga. Vandenilis turi būti svarbi tarpžvaigždinės terpės sudedamoji dalis, tačiau astronomai žino, kad dujinis vandenilis negali sukelti stebimų emisijų. Tai paskatino astronomus įsivaizduoti, kad gali būti įvairių kitų sudėtingesnių molekulių, netgi didelių organinių molekulių, tokių kaip aminorūgštys ir poliaromatiniai angliavandeniliai, gyvybės statybiniai blokai.

Yra gerų įrodymų, kad šios molekulės yra kai kuriuose tankiuose debesyse, tačiau atrodo, kad ginčytis, kad jos yra pasklidusios visoje tarpžvaigždinėje erdvėje, sunku.

Taigi galimybė, kad kietas vandenilio ledas gali būti atsakingas, yra įtikinama.

Žinoma, mums reikia daugiau duomenų. Kažkas turi pagaminti H6+ iš kieto vandenilio ir tiksliai išmatuoti emisijas, kurias jis išskirtų gilios erdvės sąlygomis.

Nelengvas eksperimentas, be abejo, bet toks, kuris tikrai įmanomas naudojant šiuolaikines technologijas.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1105.1861 : tarpžvaigždinis kietasis vandenilis

paslėpti