 |
Молекула в представлении художника |
Еще до невероятных современных достижений в области космических путешествий и исследований человечество всегда смотрело на звезды и размышляло об истории окружающего нас мира и Вселенной. Начиная с первых астрономических наблюдений Галилео и до наших дней, мы сделали множество захватывающих открытий, наблюдая за звездами.
А последнее открытие поистине невероятно: впервые в истории во Вселенной была обнаружена в космосе первая молекула, образовавшаяся в космосе.
Эта молекула известна как гидрид гелия (HeH+) и была обнаружена в планетарной туманности, обозначенной как NGC 7027, с помощью мощного телескопа, установленного на борту самолета Boeing 747.
Считается, что миллиарды лет назад, на заре Вселенной, эта молекула образовалась в результате соединения положительно заряженных атомов водорода и нейтрального гелия, когда Вселенная, еще находившаяся в зачаточном состоянии, начала остывать после Большого взрыва. Формирование этой молекулы началось бы, когда общая температура Вселенной упала бы ниже 4000 °K (6740 °F/3727 °C).
Это необычайное открытие с научной и исторической точки зрения, поскольку эксперты считают, что HeH+ действительно была самой первой образовавшейся молекулой. Ученые могли создавать эту молекулу уже почти столетие, но до сих пор им не удавалось идентифицировать ее во Вселенной.
Поиски по-настоящему начались в 1970-х годах. Научные исследования и оценки, казалось, указывали на возможность обнаружения следовых количеств HeH+ в некоторых межзвездных туманностях. Однако первоначальные поиски оказались безрезультатными, и многие исследователи и физики начали сомневаться, не ошибались ли они с самого начала относительно HeH+.
Если бы ионы HeH+ не удалось обнаружить во Вселенной, это могло бы стать серьезным признаком неверности их расчетов, что повлияло бы на целые области науки и наше понимание Большого взрыва и Вселенной в том виде, в каком мы ее знаем. К счастью, это недавнее открытие положило конец всем сомнениям и опасениям.
Оказалось, что раньше исследователям не удавалось обнаружить ионы HeH+, поскольку их оборудование было недостаточно мощным. Эта распространенная проблема в науке на протяжении многих лет, требующая большого терпения для преодоления, означала, что ожидание обнаружения следов HeH+ затянулось на несколько десятилетий, но теперь наконец-то закончилось.
Астрофизик Рольф Гюстен возглавил успешный поиск ионов HeH+ вместе с коллегами из Института радиоастрономии им. Макса Планка. В исследовании также принимали участие ученые из других учреждений со всего мира, включая Институт миллиметровой радиоастрономии во Франции и Университет Джонса Хопкинса в США.
Команда использовала специальный спектрометр, известный под кодовым названием «GREAT», а также под полным названием German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies (Немецкий приемник для астрономии в терагерцовых частотах). Этот прибор был установлен на SOFIA (Стратосферной обсерватории для инфракрасной астрономии), которая по сути представляет собой реактивный самолет Boeing 747, модифицированный и усовершенствованный с помощью различных научных функций и инструментов.
SOFIA совершает различные полеты, данные собираются с помощью мощного телескопа, а затем интерпретируются и анализируются устройством GREAT и другим научным оборудованием. При изучении данных, полученных во время некоторых полетов SOFIA, исследовательская группа обнаружила явные доказательства наличия HeH+ в туманности NGC 7027, которая находится примерно в 3000 световых годах от нас.
Члены команды не слишком удивились, обнаружив следы HeH+ в NGC 7027. Эта планетарная туманность еще довольно молода, поэтому она обладает характеристиками, схожими с ранней Вселенной, а это значит, что условия были идеальными для образования этой молекулы. Теперь, когда команда получила неопровержимые доказательства существования HeH+, многолетние сомнения и вопросы наконец-то развеяны.
А последнее открытие поистине невероятно: впервые в истории во Вселенной была обнаружена в космосе первая молекула, образовавшаяся в космосе.
 |
Хронологическая шкала метрического расширения пространства |
 |
Хронологическая шкала метрического расширения пространства, где пространство (включая гипотетические ненаблюдаемые части Вселенной) представлено в каждый момент времени круговыми сечениями. Слева показано резкое расширение в эпоху инфляции; а в центре расширение ускоряется (художественная концепция; масштаб не соблюден) |
Эта молекула известна как гидрид гелия (HeH+) и была обнаружена в планетарной туманности, обозначенной как NGC 7027, с помощью мощного телескопа, установленного на борту самолета Boeing 747.
Считается, что миллиарды лет назад, на заре Вселенной, эта молекула образовалась в результате соединения положительно заряженных атомов водорода и нейтрального гелия, когда Вселенная, еще находившаяся в зачаточном состоянии, начала остывать после Большого взрыва. Формирование этой молекулы началось бы, когда общая температура Вселенной упала бы ниже 4000 °K (6740 °F/3727 °C).
 |
Шарико-стержневая модель катиона гидрида гелия, HeH+. Структурные данные из журнала Journal of Molecular Modeling, 2009, 15, 35-40. |
Это необычайное открытие с научной и исторической точки зрения, поскольку эксперты считают, что HeH+ действительно была самой первой образовавшейся молекулой. Ученые могли создавать эту молекулу уже почти столетие, но до сих пор им не удавалось идентифицировать ее во Вселенной.
Поиски по-настоящему начались в 1970-х годах. Научные исследования и оценки, казалось, указывали на возможность обнаружения следовых количеств HeH+ в некоторых межзвездных туманностях. Однако первоначальные поиски оказались безрезультатными, и многие исследователи и физики начали сомневаться, не ошибались ли они с самого начала относительно HeH+.
 |
Пространственная модель катиона гидрида гелия, HeH+. Структурные данные из журнала Journal of Molecular Modeling, 2009, 15, 35-40. |
Если бы ионы HeH+ не удалось обнаружить во Вселенной, это могло бы стать серьезным признаком неверности их расчетов, что повлияло бы на целые области науки и наше понимание Большого взрыва и Вселенной в том виде, в каком мы ее знаем. К счастью, это недавнее открытие положило конец всем сомнениям и опасениям.
Оказалось, что раньше исследователям не удавалось обнаружить ионы HeH+, поскольку их оборудование было недостаточно мощным. Эта распространенная проблема в науке на протяжении многих лет, требующая большого терпения для преодоления, означала, что ожидание обнаружения следов HeH+ затянулось на несколько десятилетий, но теперь наконец-то закончилось.
Астрофизик Рольф Гюстен возглавил успешный поиск ионов HeH+ вместе с коллегами из Института радиоастрономии им. Макса Планка. В исследовании также принимали участие ученые из других учреждений со всего мира, включая Институт миллиметровой радиоастрономии во Франции и Университет Джонса Хопкинса в США.
Команда использовала специальный спектрометр, известный под кодовым названием «GREAT», а также под полным названием German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies (Немецкий приемник для астрономии в терагерцовых частотах). Этот прибор был установлен на SOFIA (Стратосферной обсерватории для инфракрасной астрономии), которая по сути представляет собой реактивный самолет Boeing 747, модифицированный и усовершенствованный с помощью различных научных функций и инструментов.
SOFIA совершает различные полеты, данные собираются с помощью мощного телескопа, а затем интерпретируются и анализируются устройством GREAT и другим научным оборудованием. При изучении данных, полученных во время некоторых полетов SOFIA, исследовательская группа обнаружила явные доказательства наличия HeH+ в туманности NGC 7027, которая находится примерно в 3000 световых годах от нас.
Члены команды не слишком удивились, обнаружив следы HeH+ в NGC 7027. Эта планетарная туманность еще довольно молода, поэтому она обладает характеристиками, схожими с ранней Вселенной, а это значит, что условия были идеальными для образования этой молекулы. Теперь, когда команда получила неопровержимые доказательства существования HeH+, многолетние сомнения и вопросы наконец-то развеяны.
(Copyrighted © Перевод с англ. Louiza Smith)
Источник:
Ву Larissa Harris,
«Universe’s First Ever Molecule Observed in Space for the First Time»