Астрономи вперше зафіксували в космосі випромінювання молекули, що складається з трьох атомів водню і має електричний заряд — іона H₃⁺. Про це повідомляє РБК-Україна з посиланням на дослідження, опубліковане на сервері препринтів arXiv. Існування такого сигналу фізики передбачили ще у 1986 році, проте підтвердити його спостереженнями вченим вдалося лише зараз, через майже чотири десятиліття.

Як молекула, яка «не повинна» світитися, все ж випромінює

Пояснення механізму дав ще у 1986 році дует астрофізиків Фу-Ші Пан і Такеші Ока з Чиказького університету. У стані спокою іон H₃⁺ має симетричну форму, близьку до ідеального трикутника, і не здатний випромінювати світло. Але під час обертання його форма злегка викривляється: виникає незначна асиметрія, через яку з’являється слабке електричне поле. Саме це поле і дозволяє молекулі випромінювати. Проблема в тому, що сигнал виявився надзвичайно слабким — майже 40 років його не вдавалося зафіксувати навіть у лабораторних умовах.

Чому відкриття стало можливим тільки тепер

Перелом приніс космічний телескоп імені Джеймса Вебба (JWST), здатний реєструвати вкрай слабке інфрачервоне випромінювання. Астрономи спрямували його на молоді зорі, що викидають у космос потужні потоки газу зі швидкістю сотні кілометрів на секунду. Коли ці потоки стикаються з навколишніми хмарами газу, виникають ударні хвилі та яскраві ділянки, відомі як об’єкти Гербіга — Аро. Аналізуючи інфрачервоні дані телескопа про об’єкт HH 168 у зоряній області Цефей А, дослідники помітили серію дуже слабких сигналів, характеристики яких збіглися з випромінюванням іона H₃⁺, передбаченим Паном і Окою у 1986 році.

26 сигналів і статистична значущість у 72 сигми

Усього вчені виявили 26 таких сигналів. Найсильніший із них перевищив статистичний поріг у 72 сигми, що означає практично нульову ймовірність випадкового збігу. Пізніше астрономи знайшли таке ж випромінювання і в архівних даних іншого подібного об’єкта — HH 211, що додатково підтверджує результат.

Що це дає астрономії

За словами дослідників, відкриття надає новий інструмент для вивчення зіткнення потоків газу в космосі та процесів, що відбуваються навколо молодих зірок. Іон H₃⁺, який десятиліттями залишався «невидимим», тепер може стати маркером для аналізу ударних хвиль і хімії в регіонах зореутворення.