מולקולת גז אציל התגלתה לראשונה בחלל

אחת התכונות של גזים אצילים היא אי התרכבותם עם שום חומר אחר באופן טבעי (אבל כן במעבדה), ואולם בערפילית הסרטן עוצמת הפיצוץ היתה כל כך גבוהה שהיא יצרה ארגון הידריד (מולקולה המכילה מימן וארגון).

מולקולה המכילה גז אציל התגלתה בחלל ע”י צוות אסטרונומים מאוניברסיטת קרדיף.
הממצא הושג בעזרת תצפיות ומדידות שנעשו ע”י טלסקופ החלל האירופאי הרשל. המולקולה, ארגון הידריד (ArH), נצפתה בערפילית הסרטן (Crab Nebula), שהיא שאריותיו של כוכב שהתפוצץ לפני 1000 שנים. לפני התגלית הזו, מולקולות מהסוג הזה נצפו רק במעבדות על פני כדור הארץ.

הגזים האצילים, הכוללים בתוכם את הגזים הליום, ארגון, רדון וקריפטון, בדרך כלל אינם מגיבים בקלות עם יסודות כימיים אחרים, ולרוב הם מופיעים בצורתם הטהורה ולא כחלק מתערובת או תרכובת. יחד עם זאת, בתנאים המתאימים גזים אלו מסוגלים ליצור מולקולות עם יסודות אחרים. לאור העובדה כי תרכובות כימיות אלו נצפו רק במעבדות על פני כדור הארץ, אסטרונומים הניחו כי התנאים המתאימים להיווצרותן פשוט לא מתקיימים בחלל.

“ערפילית הסרטן נוצרה רק לפני 1000 שנים כאשר כוכב כביר התפוצץ,” אמרה ד”רHaley Gomez מבית הספר לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת קרדיף. “לא רק שזו תקופה קצרה בקנה המידה של מדע האסטרונומיה, אלא שהיא גם קרובה יחסית (רחוקה מאיתנו “רק” 6500 שנות אור) ובכך היא מספקת לנו דרך מעולה לבחון מה התרחש במהלך התפוצצויות כוכבים מעין אלו. בשנה שעברה השתמשנו בטלסקופ החלל הרשל של סוכנות החלל האירופאית על מנת לבחון את הרשת המורכבת של שאריות גזים בכדי להראות כיצד כוכבים מתפוצצים מיצרים כמויות אדירות של אבק כוכבים”.

כאשר מולקולות סובבות בחלל הן פולטות אור באורכי גל מוגדרים, או צבעים, הנקראים בשם “קווי פליטה”. אורך הגל המדויק נקבע בהתאם להרכב ולמבנה של המולקולה עצמה. בחינת קווי הפליטה הנצפים בעזרת טלסקופ החלל הרשל מאפשרת לאסטרונומים לקבל מושג באשר להרכב הכימי של החלל החיצון.
צוות המחקר כלל לא התכוון להגיע לתגלית הזו, אלא שהוא נתקל בה כמעט באופן אקראי לחלוטין. “אנו התמקדנו בכלל בבחינת שאריות האבק ואז צצו להם שני קווי פליטות בהירים בדיוק במקום בו ראינו את האבק הנוצץ,” אמרה ד”ר גומז. “לצוות היה מאתגר מאוד לפענח מהו המקור לקווים הללו מאחר ואף אחד לא ראה כמותם בעבר.”

באותו הנושא באתר הידען:

• נפרדים מטלסקופ החלל הרשל
• האבל צילם בפרוטרוט את ערפילית הסרטן
• הוכחה לסופרנובה בערפילית הסרטן נמצאה בקוטב הדרומי

מוסיף ואומר אחד מהחוקרים: “בהתחלה, הגילוי של ארגון נראה לנו מוזר. עם גזים לוהטים המתפשטים עדיין במהירויות גבוהות לאחר ההתפוצצות, סופרנובה מהווה סביבה קשה, לוהטת ועוינת במיוחד, והמקום האחרון בו נצפה למצוא מולקולה המבוססת על גז אציל.” עכשיו נראה כי ערפילית הסרטן מספקת בדיוק את התנאים המתאימים ליצירת מולקולות כאלו. מולקולות הארגון נוצרו בשלבים הראשונים של התפוצצות הכוכב, ואז הם עברו יינון, או ערור אנרגטי, תוך הרחקתם של אלקטרונים מהאטומים לקבלת קרינה עוצמתית בצורת גלי הלם. גלי הלם אלה מובילים להיווצרות רשת של אזורים קרים המכילים בתוכם מימן מולקולארי קר, המורכב משני אטומי מימן. בשלב הבא אטומי הארגון המיוננים מגיבים עם הגז הקר במסגרת התנאים המושלמים להיווצרותן של תרכובות של גז אציל.

המדידות אפשרו לחוקרים למדוד גם תכונות אחרות של מולקולות הארגון. “מציאת סוג כזה של מולקולות מאפשרת לנו להעריך את סוג, או טיב האיזוטופ, של הארגון שגילינו בערפילית הסרטן,” אמרה ד”ר גומז. “עתה אנו יודעים כי סוג האיזוטופ שנמצא בחלל שונה מזה הנמצא בסלעים על פני כדור הארץ. מדידות נוספות יאפשרו לנו לדעת בדיוק מה התרחש באותה התפוצצות מלפני 1000 שנים.”

הידיעה על המחקר