Gökbilimciler ilk kez karbon / oksijen iyonlarının radyo rekombinasyon hatlarını tespit ettiler

Çin Bilimler Akademisi’ne bağlı Şanghay Astronomi Gözlemevi’nden (SHAO) bir araştırma ekibi, TianMa 65-m Radyo Teleskobu’nu (TMRT) kullanarak ilk kez helyumdan ağır iyonların radyo rekombinasyon çizgilerini (RRL’ler) tespit etti. Bu çizgiler, karbon ve/veya oksijen iyonlarına atanmıştır.

Bulgular yayınlandı Astronomi ve Astrofizik 28 Şubat’ta.

İyonize gaz, en yaygın yıldızlararası gaz bileşenidir ve element bolluğunu ölçmek için önemli bir laboratuvardır. RRL’ler genellikle optik olarak ince olduğundan ve iyi anlaşılmış emisyon mekanizmalarına sahip olduğundan, radyo rekombinasyon hatları (RRL’ler), optik hat gözlemlerinin zorluklarını önleyebilir.

Bununla birlikte, tespit edilen RRL yayıcıların neredeyse tamamı şimdiye kadar nötr atomlardı. Gezegenimsi bulutsulardaki helyum iyonlarının yalnızca iki RRL geçişi (121α ve 115α) daha önce rapor edilmişti. Hat karıştırma, helyumdan daha ağır atomların RRL’lerini spektral olarak çözmeyi zorlaştırır. Buna karşılık, iyonların RRL’leri genellikle nötr atomların RRL’leri ile karıştırılmaz, bu da öncekini bolluğu ölçmek için çok daha güçlü bir araç yapar.

Araştırmacılar bu yeni keşfi, Orion KL’ye doğru devam eden bir TMRT spektral çizgi araştırmasının bir parçası olarak yıldızlararası emisyon çizgilerini ararken yaptılar. Orion KL’nin Ka-bandı (26–35 GHz) spektral çizgilerini tanımlarken, herhangi bir moleküler türe veya atomların RRL’lerine atanamayan birkaç geniş çizgi özelliği buldular.

“Bu çizgi özelliklerinin zayıf yoğunlukları var, ancak spektrumun yüksek hassasiyeti nedeniyle zaten ayırt edilebilecek kadar önemliler. Çizgi genişlikleri H/He RRL’lerinkine benzer olduğundan, bu çizgi özelliklerinin iyonların RRL’leri olabileceğini fark ettik. ,” dedi SHAO’dan Dr. Liu Xunchuan, ilgili ve çalışmanın ilk yazarı.

Bunu doğrulamak için gökbilimciler, beklenen frekanslarda iyon RRL sinyallerini aramak için TMRT kullanarak Ku-bandı (12–18 GHz) takip gözlemleri gerçekleştirdiler ve iyonların sekiz alfa çizgisi (Δn=1 olan RRL’ler) daha tespit edildi. .

Ayrıca Q bandında alfa çizgilerinin ve Ka bandında beta çizgilerinin (Δn=2) marjinal sinyallerini bulmuşlardır. Farklı günlerde elde edilen spektrumları karşılaştırdılar ve çizgi özelliklerinin frekanslarının, Dünya’nın hareketi için düzeltildiğinde değişmeden kaldığını buldular, bu da iyon RRL’lerin uzaydan geldiğini doğruladı.

Toplamda, TMRT tarafından yıldızlararası iyonların onlarca RRL’si tespit edildi ve bunların çoğu, herhangi bir molekül geçişi veya atomların RRL’leri ile karıştırılmadı. TMRT tarafından tespit edilen çizgiler, helyum iyonu RRL’lerinin beklenen frekanslarından saniyede 20 kilometreden daha mavidir ve bu nedenle helyumdan daha ağır iyonlara atanmıştır. Bu iyon RRL’leri ile ilişkili çift iyonize elementlerin bolluğu, optik/kızılötesi gözlemlerden tahmin edilen karbon/oksijen değeriyle tutarlı olan, 10.000’de 8.8 parça olarak doğru bir şekilde belirlendi.

Daha önce, RRL’ler, tek başına iyonize olmuş iyonların ve elektronların rekombinasyonundan sonra ortaya çıkan, yüksek n seviyesindeki atomların geçişlerinin neden olduğu radyo spektral çizgileri olarak tanımlanıyordu. Ancak şimdi, araştırmacılar aynı anda onlarca harmanlanmamış iyon RRL’si tespit ettiler.

Prof. Neal J, “Böyle yeni bir teknik, karbon monoksitin ve yıldızlararası karmaşık organik moleküllerin en önemli bileşenleri olan karbon ve oksijenin, optik gözlemlerin çok zor olduğu iç Galaksideki bolluğunu incelemek için çok değerli olacaktır” dedi. Austin’deki Texas Üniversitesi’nden Evans II.

SHAO araştırmacıları, TMRT’nin bu yeni keşfini pek çoğunun ilki olarak görüyor. Liu Tie, “Orion KL ve diğer Galaktik nesnelere yönelik devam eden TMRT spektral çizgi araştırması, benzeri görülmemiş bir çizgi hassasiyetine ulaşacak ve bu da ağır iyonların RRL’leri, moleküler çizgilerin yeni geçişleri ve hatta yeni molekül türleri gibi daha yeni keşiflere yol açacak” dedi. , SHAO’da bir araştırmacı ve çalışmanın eş sorumlu yazarı.