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宇宙

宇宙で最初に生じたとされる水素化ヘリウムイオン、宇宙空間での検出に初めて成功 22

ストーリー by hylom
宇宙の謎がまた一つ 部門より
あるAnonymous Coward曰く、

宇宙で最初に誕生したと考えられる「水素化ヘリウムイオン」という分子の特定に初めて成功したそうだ(natureasiaニコニコニュースSlashdotCNN)。

水素化ヘリウムイオンは初期宇宙で最初に形成された物質であるとされ、星間物質中に存在すると考えられているが、今まで実際に観測されてはいなかった。

水素化ヘリウムイオンの探索は1970年代から続けられていたが、今回の発見によって数十年間にわたる探索に終止符が打たれたとしている。

  • 見つかったイオンもそうだけど、観測に用いてる望遠鏡が気になった。
    望遠鏡を飛行機に積んで観測してるのか。飛行時のブレとかデメリットありそうなんだけど、波長観測ってことではこれでイケるのかな。
    (望遠鏡はたぶんこれ遠赤外線天文学成層圏天文台 - Wikipedia [wikipedia.org])

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    • by Anonymous Coward on 2019年04月23日 10時28分 (#3604011)

      むかーし学生としてやっていただけなので、素人同然かつ古いことしか分からないことを予めお断りします。

      今回検知されたのは波長149.1ミクロンの固有スペクトルと発表されています。この0.1mmから1mm程度の波長帯は地上からは大気中の水蒸気に吸収され観測不可能です。大気の影響を少しでも減らす為に、高山帯にこのあたりの波長帯を観測する専門の天文台(ハワイのマウナケア山にあるSubmillimeter ArrayとJCMTなど)が建設されていますが、それもかなり厳しいのが現実です。ところがジェット機で上れる13,000m程度まで行くと水蒸気がほとんどなくなり、観測の難易度が激減するのです。今回の観測は分解能よりもシグナルの有無の確認の方が重要なので、航空天文台にはうってつけの案件なのでしょう。

      もちろんシグナル量を犠牲にしてでも分解能が必要な観測というのもあり、これは依然として地上天文台で行われています。こないだ話題になったブラックホールの撮影がいい例で、前述のSMAとJCMTはどちらもあのプロジェクトに参加しています。

  • by Anonymous Coward on 2019年04月23日 9時02分 (#3603968)

    「宇宙で最初に誕生した」と「初期宇宙で最初に形成された」はだいぶ違う。

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    • by Anonymous Coward

      最初に形成された「物質」ってのがそもそも間違いだからな。正確に言うと「化合物」だろう。ヘリウム原子がないと化合物になりようがないし。

  • by Anonymous Coward on 2019年04月23日 6時14分 (#3603905)

    >水素化ヘリウムイオン、宇宙空間での検出に初めて成功
    硫化水素だったら、わしの屁だったかもしれない。

    地球の周りをまわっているような場所での採取だと地球の大気
    の成分もふくまれると記憶している。

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  • by Anonymous Coward on 2019年04月23日 7時55分 (#3603936)

    どこかにあるはず

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  • by Anonymous Coward on 2019年04月23日 8時32分 (#3603954)

    どういう構造をしているのか、ちょっと想像できない。

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    • by Anonymous Coward

      単原子分子であるヘリウムの周囲の電子にどこかから漂ってきたプロトンが吸い付いて He:H- という共有結合ができたもの。たぶん雪だるまみたいな形のイオン。
      電子とか他の分子と接触したら相手にプロトンを押し付けて分解するけれど、宇宙の真空中だと観測できるくらいの濃度で漂っている処があるのだろう。

      • by Anonymous Coward

        真空じゃなくても周りが水素とヘリウムしかなければ自ずと化合物にならざるを得ませんからね。例えば太陽は大量の水素を消費してヘリウム4を生成しています。プラズマだと電子が吹っ飛んじゃいますが、全部が太陽核にとどまるわけでもないので、(原子核ではなく)原子のエネルギー準位が下がれば電子殻ができて化学的な結合もするでしょう。

        # 元コメはなんで3?

        • by Anonymous Coward

          wiki>水素化ヘリウムイオンは、トリチウム化水素分子 HT またはトリチウム分子 T2 の崩壊によって生じる。これらはβ崩壊の反動によって励起されるが、分子は結合したままである[11]。

  • by Anonymous Coward on 2019年04月23日 10時42分 (#3604020)

    物持ちがいいな

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      他の人のコメントにもあるように、二種類以上の元素が化学結合した物質という「化合物」の定義に合う分子やイオンだと、宇宙の水素とヘリウムしか存在しない最初期でも作れそうなのがこの水素化ヘリウムイオン。

      観測したイオンが宇宙の最初期から残っていた物か否かは別の話。そして今回観測したのは 惑星状星雲NGC 7027 なので、観測した水素化ヘリウムイオンが作られたのは古くてもこの惑星状星雲の年齢くらい。

      • by the.ACount (31144) on 2019年04月23日 13時32分 (#3604090)

        最初の分子は水素分子じゃないんか? と思ってググったら「水素化ヘリウムイオンが最初の分子イオン」とか出てくるから
        どっちが先なんだ? と更にググったら、どうやらトリチウムの崩壊で水素化ヘリウムイオンが出来て
        それから水素分子が出来るらしい。

        --
        the.ACount
        • by Anonymous Coward on 2019年04月23日 14時30分 (#3604122)

          誰かに騙されてるんじゃないかな。核反応がからんでそのまま同じ粒子が化学結合するのはちょっとあり得ない話。エネルギーが文字通り桁違いなんだから、最初は一か所にあっても核力クラスの結合エネルギーがないと運動量を揃えられずにバラバラになる。そして、ヘリウムは重水素から作られて以降は宇宙の主役の一人なんで、トリチウム・ヘリウム3が主流になる時間帯は存在しない。魔法数は2の次が8だから、2+2のヘリウム4は超安定で3(1+2)を経由するルートは宇宙開闢から数えても常にマイナー。

          水素原子がプラズマ化してしまうエネルギーでもヘリウム原子が安定的に存在しうるから、宇宙が冷めるどこかの段階で陽子とヘリウムばっかりになる温度がある、って話だと思う。

  • by Anonymous Coward on 2019年04月23日 19時01分 (#3604278)

    1個前のHeね。

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      ビッグバンで最初に誕生した元素は水素とヘリウムといわれていますが、最近ではリチウムもあったということになっているようです。それなら水素とヘリウムの化合物より水素化リチウムのほうができやすいんじゃ?

  • by Anonymous Coward on 2019年04月23日 21時39分 (#3604427)

    インフレーションにより特異点に圧縮されていた全量子が解放されてその後原子になったということだけど
    1mmの1000兆分の1のさらに1000兆分の1の特異点に全宇宙の量子が詰まっていたとは本当なんでしょうか?
    それともビックバン後に真空エネルギーから無尽蔵に後の宇宙の全物質が相転移で生まれたんでしょうか?

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目玉の数さえ十分あれば、どんなバグも深刻ではない -- Eric Raymond

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