Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Astronomer kortlægger ny emissionslinje for at spore det mest almindelige molekyle i universet

Orion Bar. Kredit:Weilbacher et al.

Molekylært hydrogen (H 2 ) udgør 99 procent af kulden, tæt gas i galakser. Så kortlægning af, hvor stjerner er født, betyder dybest set at måle H 2 , som mangler en stærk karakteristisk signatur ved lave temperaturer. Astronomer fra SRON Netherlands Institute for Space Research og University of Groningen har nu kortlagt et emissionssignal fra spormolekylet hydrogenfluorid (HF) et sted, hvor standardspormolekylet kulilte er fraværende. De er de første til at producere et kort over HF for en region i rummet, skabe et nyt værktøj til indirekte at kortlægge H 2 . Udgivelse den 6. november i Astronomi og astrofysik .

I alle galakser, stjerner dør og dannes. Og mens livet på Jorden er baseret på et rigt virvar af grundstoffer og molekyler, kulden, tæt gas, hvoraf stjerner dannes, er ret ensformig, sammensat af 99 procent molekylært hydrogen (H 2 ). Så kortlægning af, hvor stjerner bliver født, kræver et detekterende H 2 . Desværre, dette materiale er svært at observere på grund af mangel på et stærkt karakteristisk signal ved lave temperaturer - i modsætning til dets atomare fætter (H), som udsender radiobølger ved en let skelnelig bølgelængde på 21 cm. Astronomer fra SRON Netherlands Institute for Space Research og University of Groningen har nu opdaget et nyt værktøj til at måle H 2 indirekte ved at kortlægge hydrogenfluorid (HF) og forbinde dets overflod med H 2 .

Det nye værktøj er praktisk, når andre værktøjer fejler, for eksempel, i Orion Bar, mellem områder omkring Orion Trapezium-stjernerne og Orion Molecular Cloud. I disse områder, kulstof er ioniseret, hvilket betyder, at carbonmonoxid (CO) - normalt et pålideligt spormolekyle til at finde H 2 -kan ikke fungere som sporstof. Floris van der Tak (SRON/RuG) og hans team var overraskede over at finde et karakteristisk HF-signal i data fra Herschel-teleskopet fra Orion Bar, da astronomer tidligere kun har påvist hydrogenfluorid som en silhuet:HF absorberer anden stråling. HF og H 2 overflod kan forbindes, fordi HF produceres i en kemisk reaktion, hvor H 2 reagerer med atomært fluor (F) for at danne HF og atomært hydrogen (H). Uden H 2 , der er ingen HF.

Holdet, ledet af SRON Ph.D. studerende Ümit Kavak, brugte deres kort over HF til at undersøge nogle få mekanismer, hvorigennem det kunne udsende sit signal. Kollisioner af HF-molekyler med elektroner og molekylært brint viser sig at være hovedmekanismen. Kollisionerne exciterer HF-molekylerne til en højere energitilstand, hvorefter de falder til deres grundtilstand, mens de udsender infrarødt lys ved en karakteristisk bølgelængde på 1,2 THz.