211service.com
Vast waterstofijs kan interstellaire gloed verklaren, zeggen chemici
Astronomen weten al lang dat een groot deel van het universum gevuld is met diffuse waterstof. In feite kunnen ze geïoniseerd waterstofgas zien door de elektromagnetische golven die het afgeeft.
Maar in de jaren zestig suggereerden sommige astronomen dat het interstellaire medium ook gevuld zou kunnen zijn met vast waterstofijs. Verschillende anderen wezen er later op dat dit onwaarschijnlijk was omdat het ijs zou moeten sublimeren, zelfs in de extreme kou van de interstellaire ruimte.
Meer recentelijk hebben astronomen een tweede blik geworpen op dit idee en de slinger van de wetenschappelijke opinie begint terug te slaan in het voordeel van waterstofijs. Dat komt omdat chemici hebben ontdekt dat waterstofijs stabieler is als het onzuiverheden bevat. De extra ionen in het rooster helpen om H2-ijs te stabiliseren.
Dus als zich waterstofijs in de ruimte vormt in de aanwezigheid van andere onzuiverheden, zou de interstellaire ruimte er vol mee kunnen zijn.
Dat roept een interessante vraag op. Waterstofijs is min of meer transparant bij optische frequenties. Dus hoe kunnen we het in de ruimte detecteren?
Vandaag doen Ching Yeh Lin van de Australian National University in Canberra en een paar maatjes een interessante suggestie. Ze zeggen dat wanneer fotonen waterstofijs bombarderen, ze het zouden moeten ioniseren om geïoniseerde clusters van waterstof en in het bijzonder H6+ te creëren. Dit ionencluster vormt zich niet in waterstofgas, dus de aanwezigheid ervan is een goede marker voor waterstofijs.
Het probleem is dat niemand weet hoe H6+ eruit ziet - dit werk is nog niet gedaan in het laboratorium. Dus Ching Yeh Lin en co hebben uit de eerste principes zijn vibratie-overgangen berekend. Hun conclusie is dat H6+ (en zijn gedeutereerde neef (HD)3+) verschillende emissies zou moeten produceren in het infrarode deel van het spectrum.
Vervolgens vergelijken ze hun voorspellingen met de emissies die astronomen vanuit de interstellaire ruimte kunnen zien komen.
Het blijkt dat de interstellaire ruimte zwak gloeit en een complexe mix van frequenties produceert. Deze emissies worden de diffuse interstellaire banden of DIB's genoemd en hun oorsprong heeft astronomen lange tijd verbaasd.
Ching Yeh Lin en co zeggen nu dat de voorspelde emissies van H6+ nauw overeenkomen met die welke astronomen kunnen zien. We concluderen dat serieus moet worden nagedacht over de mogelijkheid dat vast H2 overvloedig aanwezig is in het interstellaire medium, zeggen ze.
Dat is een spannende vooruitgang. Waterstof moet een belangrijk onderdeel zijn van het interstellaire medium, maar astronomen weten dat gasvormige waterstof de waargenomen emissies niet kan produceren. Dat heeft astronomen ertoe gebracht zich voor te stellen dat er allerlei andere, meer complexe moleculen aanwezig kunnen zijn, zelfs grote organische moleculen, zoals aminozuren en polyaromatische koolwaterstoffen, de bouwstenen van het leven.
Er is goed bewijs dat deze moleculen aanwezig zijn in sommige dichte wolken, maar het lijkt een stuk om te beweren dat ze verspreid zijn door de interstellaire ruimte.
Dus de mogelijkheid dat vast waterstofijs verantwoordelijk zou kunnen zijn, is overtuigend.
Wat we natuurlijk nodig hebben, zijn meer gegevens. Iemand moet H6+ maken van vaste waterstof en nauwkeurig de emissies meten die het zou produceren in de omstandigheden van de verre ruimte.
Zeker geen eenvoudig experiment, maar wel een die met de huidige technologieën zeker mogelijk is.
Referentie: arxiv.org/abs/1105.1861 : Interstellaire vaste waterstof