Уникальная летающая обсерватория SOFIA помогла ученым впервые обнаружить внутри планетарной туманности в созвездии Лебедя следы соединения гелия и водорода, двух элементов, существовавших во Вселенной еще до появления звезд.
Результаты наблюдений опубликованы в журнале Nature, передает РИА Новости.
«Отсутствие следов этой молекулы в космосе было одной из самых больших загадок в астрономии. Я был невероятно рад в тот момент, когда мы впервые увидели ее в нашем наборе данных. Этот хэппи-энд развеял наши сомнения в том, что мы понимаем то, как работала химия в ранней Вселенной», — заявил Рольф Гестен (Rolf Guesten) из Института радиоастрономии в Бонне (Германия).
После Большого взрыва во Вселенной существовали только три элемента — водород, гелий и следовые количества лития. Однако через 300 миллионов лет, когда появились первые звезды, начали появляться более тяжелые элементы, рожденные в ходе термоядерных реакций в недрах светил.
Сложные молекулы, как считают ученые, начали появляться задолго до возникновения этих светил, в то время, когда Вселенная одновременно стремительно расширялась и становилась все более холодной. Первой из них был гидрид гелия, соединение нейтрального гелия и положительно заряженного протона.
Как отмечает Гестен, ученые уже почти столетие пытаются найти следы HeH+ в космосе, однако до настоящего времени им не удавалось это сделать. Астрофизики связывали многочисленные неудачи с тем, что древнейшие молекулы во Вселенной можно увидеть только в той части спектра, которая особенно хорошо поглощается парами воды и другими молекулами в атмосфере.
Подобные проблемы не мешают работе единственной в мире летающей обсерватории SOFIA, уникальному совместному проекту НАСА и немецкого космического агентства DLR. Она представляет собой Боинг-747 с установленным на нем 2,5 метровым оптическим и инфракрасным телескопом. Подъем на высоту в 13 километров позволяет сделать качество получаемой «картинки» близкой к уровню космических обсерваторий.
Используя этот телескоп, Гестен и его коллеги наблюдали за планетарной туманностью NGC 7027, расположенной в созвездии Лебедя на расстоянии в три тысячи световых лет от Земли. Она представляет собой своеобразный «погребальный саван» белого карлика, чей прародитель исчерпал запасы водорода и сбросил свои внешние оболочки примерно 600 лет назад, мгновения по космическим меркам.
Эта туманность давно привлекает внимание ученых по одной простой причине – внутри нее господствуют примерно такие же температуры, около четырех тысяч градусов Кельвина, которые царили в ранней Вселенной в момент рождения первых молекул гидрида гелия. Вдобавок, новорожденный белый карлик вырабатывает огромные количества энергии и света, которые ионизируют окружающий его водород и ускоряют рождение HeH+.
Проблема заключалась в том, что внутри этой туманности, в отличие от ранней Вселенной, присутствуют молекулы метина, соединения углерода и водорода, очень похожие по своим спектральным характеристикам на гидрид гелия. В прошлом, это не позволяло увидеть его при помощи наземных или космических телескопов.
Телескоп SOFIA, как обнаружили ученые из НАСА и DLR, обладал достаточной чувствительностью для того, чтобы разделить линии, связанные с молекулами CH и HeH+, и доказать, что гидрид гелия действительно образуется в космосе. Его доля в целом совпала с тем, на что указывали теоретические расчеты космологов.
Его открытие не только подтверждает текущие теории, описывающие раннюю Вселенную, но и позволит ученым найти следы этого «первенца Вселенной» в излучении других, более далеких объектов.
Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, на канал «Хвилі» в Youtube, страницу «Хвилі» в Facebook
