Fast väteis kan förklara interstellär glöd, säger kemister

Astronomer har länge vetat att mycket av universum är fyllt med diffust väte. Faktum är att de kan se joniserad vätgas genom de elektromagnetiska vågorna den avger.

Men redan på 1960-talet föreslog vissa astronomer att det interstellära mediet också kunde vara fyllt med fast väteis. Flera andra påpekade senare att detta var osannolikt eftersom isen borde sublimeras, även i den extrema kylan i det interstellära rymden.

På senare tid har astronomer tagit en andra titt på denna idé och pendeln av vetenskapliga åsikter har börjat svänga tillbaka till förmån för väteis. Det beror på att kemister har upptäckt att väteis är mer stabil om den innehåller föroreningar. De extra jonerna i gittret hjälper till att stabilisera H2-is.

Så om väteis bildas i rymden i närvaro av andra föroreningar, kan det interstellära rymden vara fullt av det.

Det väcker en intressant fråga. Väteis är mer eller mindre transparent vid optiska frekvenser. Så hur kan vi upptäcka det i rymden?

Idag kommer Ching Yeh Lin vid Australian National University i Canberra och några kompisar med ett intressant förslag. De säger att när fotoner bombarderar väteis, borde de jonisera den och skapa joniserade kluster av väte och i synnerhet H6+. Detta jonkluster bildas inte i vätgas så dess närvaro är en bra markör för väteis.

Problemet är att ingen vet hur H6+ ser ut – det här arbetet har ännu inte gjorts i labbet. Så Ching Yeh Lin och co har från första principer beräknat dess vibrationsövergångar. Deras slutsats är att H6+ (och dess deutererade kusin (HD)3+) borde ge olika utsläpp i den infraröda delen av spektrumet.

De fortsätter sedan med att jämföra sina förutsägelser med de utsläpp som astronomer kan se komma från interstellära rymden.

Det visar sig att det interstellära rymden lyser svagt och producerar en komplex blandning av frekvenser. Dessa emissioner kallas de diffusa interstellära banden eller DIB och deras ursprung har länge förbryllat astronomer.

Nu säger Ching Yeh Lin och co att de förutspådda utsläppen av H6+ stämmer överens med dem som astronomer kan se. Vi drar slutsatsen att man allvarligt bör överväga möjligheten att fast H2 finns rikligt i det interstellära mediet, säger de.

Det är spännande framsteg. Väte måste vara en viktig komponent i det interstellära mediet, men astronomer vet att gasformigt väte inte kan producera de observerade utsläppen. Det har fått astronomer att föreställa sig att alla typer av andra mer komplexa molekyler kan vara närvarande, även stora organiska molekyler, som aminosyror och polyaromatiska kolväten, livets byggstenar.

Det finns goda bevis för att dessa molekyler finns i några täta moln, men det verkar vara en sträcka att hävda att de är spridda över hela det interstellära rymden.

Så möjligheten att fast väteis kan vara ansvarig istället är övertygande.

Vad vi behöver är naturligtvis mer data. Någon måste göra H6+ av fast väte och noggrant mäta utsläppen som det skulle producera i djupa rymdförhållanden.

Inte ett lätt experiment, för att vara säker, men ett som säkert är möjligt med dagens teknologier.

Ref: arxiv.org/abs/1105.1861 : Interstellärt fast väte

Dölj