Teleskop Herschel pozwala astronomom szukającym tlenu odetchnąć z ulgą

Teleskop Herschel pozwala astronomom szukającym tlenu odetchnąć z ulgąOriginal Press Release
Obserwatorium orbitalne Europejskiej Agencji Kosmicznej ESA Herschel Space Observatory odkryło cząsteczki tlenu w pobliskim obłoku molekularnym, w którym powstają gwiazdy.

To wyjaśnia, gdzie może ukrywać się część tlenu „- mówi Dr Goldsmith. -” Ale nie znaleźliśmy jego dużych ilości, i nadal nie rozumiemy co jest takiego specjalnego w miejscach, gdzie udało się nam go znaleźć.

Paul Goldsmith
NASA JPL

Cząsteczki tlenu zostały znalezione w leżącym niedaleko kompleksie obłoków molekularnych w konstelacji Oriona. Podczas gdy tlen atomowy od dawna znajdowano w ciepłych rejonach kosmosu, misje szukające jego cząsteczkowej odmiany, na którą składają się dwa połączone ze sobą atomy tlenu – nie przynosiły jednoznacznych wyników. Nawet ilość obserwowanego tlenu atomowego była znacznie mniejsza niż oczekiwano, co doprowadziło do pojawienia się problemu deficytu tlenowego, który można z grubsza wyrazić jako pytanie – „gdzie w zimnych obłokach ukrywa się cały tlen?”

Zarówno satelita NASA Submillimetre Wave Astronomy Satellite, jak i szwedzka misja Odin poszukujące tlenu cząsteczkowego uzyskały pomiary, z których wynikało, że jego ilość jest dramatycznie niższa niż przewidywano. Jedną z prób wyjaśnienia deficytu była hipoteza, że atomy tlenu osadzają sie w postaci lodu na drobinach pyłu unoszących się w  przestrzeni i tam przekształcając się w lód wodny, co efektywnie zmniejsza ilość tlenu. Jeżeli hipoteza ta jest prawdziwa, lód ten powinien odparowywać w cieplejszych regionach wszechświata, wracając do postaci ciekłej i gazowej i umożliwiając dostrzeżenie tlenu cząsteczkowego.

Paul Goldsmith, naukowiec z Laboratorium Napędu Rakietowego (JPL) NASA wraz z  międzynarodowym zespołem naukowców postanowił odszukać go korzystając z obserwatorium Herschel. Wykorzystali instrument HIFI służący do obserwacji w zakresie dalekiej podczerwieni i skierowali teleskop na kompleks obłoków molekularnych Oriona, w którym ja sądzili, nowo powstające gwiazdy ogrzewają otaczający je gaz i pył. Obserwując w trzech pasmach podczerwieni, zespół Herschel Oxygen Project uzyskał pozytywne wyniki. Odnaleźli stężenie cząstek tlenu w ilości jednej cząsteczki na każdy milion cząsteczek wodoru.

„To wyjaśnia, gdzie może ukrywać się część tlenu „- mówi Dr Goldsmith. -” Ale nie znaleźliśmy jego dużych ilości, i nadal nie rozumiemy co jest takiego specjalnego w miejscach, gdzie udało się nam go znaleźć. Wszechświat wciąż kryje wiele tajemnic.”

Tlen, we wszystkich swcyh formach, jest trzecim najbardziej powszechnym pierwiastkiem we Wszechświecie i jednym z głównych składników naszej planety. Znajduje się w naszej atmosferze, oceanach i skałach, i ma kluczowe znaczenie dla samego życia, które oddycha jego cząsteczkową formą.

Mimo, że w przestrzeni kosmicznej kontynuowane są nadal poszukiwania, Göran Pilbratt, naukowiec projektu ESA Herschel , uważa, że jest to przełomowy moment: -” Dzięki obserwatorium Herschel, teraz mamy niewątpliwe potwierdzenie, że tlen cząsteczkowy na pewno znajduje się w przestrzeni. Pozostaje wiele pytań, ale dzięki wyjątkowym możliwościom Herschel  pozwala nam na rozwiązanie tych zagadek.”

Źródła:

ESA’s Herschel space observatory has found molecules of oxygen in a nearby star-forming cloud. This is the first undisputed detection of oxygen molecules in space. It concludes a long search but also leaves questions unanswered.

The oxygen molecules have been found in the nearby Orion star-forming complex. While atomic oxygen has been long known in warm regions of space, previous missions looking for the molecular variety – two atoms of oxygen bonded together – came up largely empty-handed.

Even the observed amount of atomic oxygen is far less than that expected and this created an oxygen ‘accounting problem’ that can be roughly voiced as “where is all the oxygen hiding in the cold clouds?”

NASA’s Submillimetre Wave Astronomy Satellite and Sweden’s Odin mission have both searched for molecular oxygen and established that its abundance is dramatically lower than expected.

One possibility put forward to explain this was that oxygen atoms freeze onto tiny dust grains found floating in space and are converted to water ice, effectively removing them from sight.

If this is true, the ice should evaporate in warmer regions of the cosmos, returning water to the gas and allowing molecular oxygen to form and to be seen.  

Paul Goldsmith, NASA’s Herschel project scientist at NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, and an international team of investigators went looking for it with Herschel.

They used Herschel's HIFI far-infrared instrument and targeted Orion, where they reasoned that the forming stars would heat the surrounding gas and dust.

Using three infrared frequencies of the instrument, the Herschel Oxygen Project team were successful. They found there to be one molecule of oxygen for every million hydrogen molecules.

„This explains where some of the oxygen might be hiding,” said Dr Goldsmith. „But we didn't find large amounts of it, and still don't understand what is so special about the spots where we find it. The Universe still holds many secrets.”

Oxygen, in all its forms, is the third most abundant element in the Universe and a major ingredient of our planet. It is found in our atmosphere, oceans and rocks, and is critical for life itself because we breathe the molecular form.

Although the search continues for it in space, Göran Pilbratt, ESA’s Herschel Project Scientist, believes this is a breakthrough moment: “Thanks to Herschel, we now have an undisputed confirmation that molecular oxygen is definitely out there. There are still many open questions but Herschel’s superior capabilities now enables us to address these riddles.”

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *