מדידת קבועים בסיסיים עם מתנול

Pin
Send
Share
Send

המפתח לתהליך הדוגמנות האסטרונומי שבאמצעותו מנסים המדענים להבין את היקום שלנו, הוא ידע מקיף על הערכים המרכיבים את המודלים הללו. בדרך כלל זו כנראה הנחה טובה מכיוון שלרוב מודלים מפיקים תמונות מדויקות בעיקר של היקום שלנו. אבל רק כדי להיות בטוחים, אסטרונומים אוהבים לוודא שקבועים אלה אינם משתנים במרחב ובזמן. עם זאת, לוודא שהוא אתגר קשה. למרבה המזל, מאמר שפורסם לאחרונה הציע שנוכל לחקור את המוני היסוד של פרוטונים ואלקטרונים (או לפחות את היחס ביניהם) על ידי התבוננות במולקולת המתנול הנפוצה יחסית.

הדו"ח החדש מבוסס על הספקטרום המורכב של מולקולת המתאן. באטומים פשוטים, פוטונים נוצרים ממעברים בין אורביטלים אטומיים מכיוון שאין להם דרך אחרת לאגור ולתרגם אנרגיה. אך עם מולקולות, הקשרים הכימיים בין אטומי המרכיב יכולים לאגור את האנרגיה במצבי רטט באותה צורה שבה המונים המחוברים למעיינות יכולים לרטוט. בנוסף, מולקולות חסרות סימטריה רדיאלית והן יכולות לאגור אנרגיה על ידי סיבוב. מסיבה זו, ספקטרום הכוכבים הקרירים מראה קווי ספיגה רבים בהרבה מאלו החמים שכן הטמפרטורות הקרות מאפשרות למולקולות להתחיל להיווצר.

רבים מהתכונות הספקטרליות הללו קיימים בחלק המיקרוגל של הספקטרום וחלקם תלויים מאוד בהשפעות מכניות קוונטיות אשר בתורם תלויים בהמוניהם המדויקים של הפרוטון והאלקטרון. אם ההמונים הללו היו משתנים, גם המיקום של כמה קווים ספקטרליים ישתנה. על ידי השוואה בין וריאציות אלה למיקומם הצפוי, אסטרונומים יכולים להשיג תובנות יקרות ערך לגבי ערכי היסוד הללו עשויים להשתנות.

הקושי העיקרי הוא שבתכנית הגדולה של הדברים מתנול (CH3OH) הוא נדיר מכיוון שהיקום שלנו הוא 98% מימן והליום. 2% האחרונים מורכבים מכל מרכיב אחר (כאשר החמצן והפחמן הם הבאים הנפוצים ביותר). לפיכך, מתנול מורכב משלושה מארבעת היסודות הנפוצים ביותר, אך עליהם למצוא אחד את השני כדי ליצור את המולקולה המדוברת. נוסף על כך, עליהם להתקיים גם בטווח הטמפרטורות הנכון; חם מדי והמולקולה מתפרקת; קר מדי ואין מספיק אנרגיה כדי לגרום לפליטה בשבילנו לזהות אותה. בשל נדירות המולקולות עם תנאים אלה, ניתן היה לצפות שמציאת מספיק ממנו, במיוחד ברחבי הגלקסיה או היקום, תהיה מאתגרת.

למרבה המזל, מתנול הוא אחת המולקולות הבודדות אשר מועדות ליצירת מסכות אסטרונומיות. מייסרים הם המקבילה למיקרוגל של לייזרים שבהם קלט אור קטן יכול לגרום לאפקט מדורדל בו הוא גורם למולקולות שהוא מכה לפלוט גם אור בתדרים ספציפיים. זה יכול לשפר מאוד את בהירותו של ענן המכיל מתנול, ולהגדיל את המרחק אליו ניתן יהיה לאתר בקלות.

על ידי חקר מסכות מתנול בנתיב החלב בטכניקה זו, המחברים מצאו כי אם היחס בין מסת המסת אלקטרונים לזה של פרוטון אכן ישתנה, הוא עושה זאת בפחות משלושה חלקים במאה מיליון. מחקרים דומים נערכו גם באמצעות אמוניה כמולקולת העקיבה (שיכולה גם ליצור מעצבים) והגיעו למסקנות דומות.

Pin
Send
Share
Send