Existem apenas seis deles: rádon, hélio, néon, criptônio, xenônio e as primeiras moléculas descobertas no espaço - o argônio. Então, onde foi que uma equipe de astrônomos que usavam o Observatório Espacial Herschel da ESA fez sua descoberta bastante incomum? Tente Messier 1 ... A Nebulosa "Caranguejo"!
Em um estudo liderado pelo professor Mike Barlow (Departamento de Física e Astronomia da UCL), uma equipe de pesquisa da UCL estava medindo as regiões de gás frio e poeira desse famoso remanescente de supernova sob luz infravermelha quando se depararam com a assinatura química dos íons hidrogênio argônio. Ao observar comprimentos de onda mais longos do que os detectados pelo olho humano, os cientistas deram crédito às teorias atuais de como o argônio ocorre naturalmente.
“Estávamos fazendo um levantamento da poeira em vários remanescentes brilhantes de supernovas usando Herschel, um dos quais era a Nebulosa do Caranguejo. A descoberta de íons hidreto de argônio aqui foi inesperada porque você não espera que um átomo como o argônio, um gás nobre, forme moléculas e não os encontre no ambiente hostil de um remanescente de supernova ", disse Barlow.
Quando se trata de uma estrela, elas são quentes e inflamam o espectro visível. Objetos frios, como poeira nebular, são melhor vistos no infravermelho, mas há apenas um problema: a atmosfera da Terra interfere na detecção dessa extremidade do espectro eletromagnético. Embora possamos ver nebulosas na luz visível, o que mostra é o produto de gases quentes e excitados, não as regiões frias e empoeiradas. Essas regiões invisíveis são a especialidade dos instrumentos SPIRE de Herschel. Eles mapeiam a poeira no infravermelho distante com suas observações espectroscópicas. Nesse caso, os pesquisadores ficaram surpresos ao encontrar alguns dados muito incomuns, que exigiram tempo para serem totalmente compreendidos.
"Observar os espectros de infravermelho é útil, pois nos dá as assinaturas de moléculas, em particular suas assinaturas rotacionais", disse Barlow. “Onde você tem, por exemplo, dois átomos unidos, eles giram em torno de seu centro de massa compartilhado. A velocidade na qual eles podem girar sai em frequências quantificadas e muito específicas, que podemos detectar na forma de luz infravermelha com o nosso telescópio. ”
De acordo com o comunicado de imprensa, elementos podem existir em formas variadas, conhecidas como isótopos. Estes possuem diferentes números de nêutrons nos núcleos atômicos. Quando se trata de propriedades, os isótopos podem ser um pouco parecidos entre si, mas eles têm massas diferentes. Por esse motivo, a velocidade de rotação depende de quais isótopos estão presentes em uma molécula. "A luz vinda de certas regiões da nebulosa do caranguejo mostrou picos extremamente fortes e inexplicáveis em intensidade em torno de 618 gigahertz e 1235 GHz." Ao comparar dados de propriedades conhecidas de diferentes moléculas, a equipe científica concluiu que a emissão misteriosa era o produto de íons moleculares em rotação do hidreto de argônio. Além disso, poderia ser isolado. O único isótopo de argônio que poderia girar assim era o argônio-36! Parece que a energia liberada pela estrela central de nêutrons na Nebulosa do Caranguejo ionizou o argônio, que então se combinou com as moléculas de hidrogênio para formar o íon molecular ArH +.
O professor Bruce Swinyard (Departamento de Física e Astronomia da UCL e Rutherford Appleton Laboratory), um membro da equipe, acrescentou: “Nossa descoberta foi inesperada de outra maneira - porque normalmente quando você encontra uma nova molécula no espaço, sua assinatura é fraca e você tem que trabalhar duro para encontrá-lo. Neste caso, apenas saltou para fora dos nossos espectros. ”
Esta instância do argônio-36 em um remanescente de supernova é natural? Pode apostar. Embora a descoberta tenha sido a primeira desse tipo, é sem dúvida a última vez que será detectada. Agora, os astrônomos podem solidificar suas teorias de como o argônio se forma. As previsões atuais permitem que o argônio-36 e nenhum argônio-40 também façam parte da estrutura da supernova. No entanto, aqui na Terra, o argônio-40 é um isótopo dominante, criado através da decomposição radioativa do potássio nas rochas.
A pesquisa de gás nobre continuará sendo o foco dos cientistas da UCL. Como uma incrível coincidência, o argônio, juntamente com outros gases nobres, foi descoberto na UCL por William Ramsay no final do século XIX! Eu me pergunto o que ele teria pensado se soubesse até onde essas descobertas nos levariam.
Fonte da matéria original: Comunicado de imprensa da University College London (UCL)
