Ион ОН+ найден в межзвездном пространстве

Рис. 1. Радиотелескоп APEX на плато Чахнантор в пустыне Атакама (Чили). Расположен на высоте 5100 метров над уровнем моря, что обеспечивает прекрасный астроклимат для наблюдений в субмиллиметровом диапазоне. Создан силами Института радиоастрономии общества им. Макса Планка (Германия), Космической обсерватории Онсала (Швеция) и Европейской Южной обсерватории (ESO, штаб-квартира в Германии). Справа — телескоп APEX на фоне Чилийских Анд. Фото с сайта ESO (www.eso.org)

Немецкие ученые с помощью 12-метрового радиотелескопа «Апекс», установленного в пустыне Атакама, обнаружили в самом крупном газопылевом облаке центральной части Галактики — Стрельце B2 — ион гидроксила ОН⁺. Впервые это химическое соединение найдено за пределами Солнечной системы. Это еще и первое наблюдение ОН⁺ сквозь земную атмосферу с помощью наземного инструмента.

Поиски различных химических соединений в межзвездной среде ведутся уже около 80 лет. Основной инструмент, применяемый при этих работах, — радиотелескоп. По мере того как астрономы открывают всё новые и новые многоатомные молекулы, наблюдения постепенно переходят во всё более короткий участок радиоволн, где длина волны электромагнитного излучения порядка миллиметра.

Сегодня исследователи проверяют участок спектра с еще более коротким волнами — порядка 0,1–0,3 мм, это так называемый субмиллиметровый диапазон (подробнее об электромагнитном спектре см. здесь).

Линии поглощения иона гидроксила были обнаружены учеными из Института радиоастрономии им. Макса Планка (Бонн, Германия) в спектре газопылевого облака Стрелец B2. Наблюдения проводились на 12-метровом радиотелескопе «Апекс» (APEX, Atacama Pathfinder Experiment, предвестник будущей обсерватории ALMA), установленном в высокогорной чилийской пустыне (см. рис. 1). Специально для этого телескопа Институт радиоастрономии построил очень чувствительный приемник CHAMP+, способный принимать межзвездное излучение на границе окна прозрачности земной атмосферы вблизи длины волны 0,1 мм (см. пояснение на рис. 2).

Рис. 5. Спектр Туманности Ориона, полученный европейским инфракрасным телескопом «Гершель» (см. пресс-релиз института им. Макса Планка в Бонне). Видны десятки линий, среди которых вода, метанол, формальдегид и более сложные молекулы — предшественники аминокислот. Если исследователи считают, что на каком-то участке спектра есть линия, о которой в базах данных информации нет, то, возможно, они имеют дело с молекулой, которая в межзвездной среде наблюдается впервые. Далее они проверяют литературу по атомной и молекулярной спектроскопии, где пытаются найти ответ на вопрос, какое химическое соединение может проявляться на данной частоте. В ряде случаев возникает необходимость в серии лабораторных экспериментов для отождествления спектральных линий. Известен случай, когда астрономам понадобилось около 50 лет для отождествления спектральных линий загадочного элемента небулия, которые, как впоследствии оказалось, принадлежат кислороду, водороду и другим элементам в ионизованном состоянии

Тот факт, что ОН⁺ был обнаружен в межзвездной среде, вновь говорит нам об общности химических компонентов в Солнечной системе и вне ее. Впервые ион гидроксила был обнаружен в ядре кометы Галлея в 1986 году космическим аппаратом «Джотто». Так что результат боннских ученых — это еще и первое наблюдение ОН⁺ сквозь земную атмосферу с помощью наземного инструмента. В 2004-м и 2007 годах уже предпринимались попытки зарегистрировать линии ОН⁺ в межзвездных облаках, но обе они были признаны неудачными из-за недостаточной чувствительности приемников излучения. Теперь же наземные наблюдения в обсерваториях с прекрасным астроклиматом даже на границе окна прозрачности земной атмосферы приносят впечатляющие результаты.

Источник: F. Wyrowski, K. M. Menten, R. Gusten, A. Belloche. First interstellar detection of OH+ (доступен как arXiv:1004.2627), для публикации в журнале Astronomy and Astrophysics.

Мария Кирсанова

<< Назад