رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي، للمرة الأولى، ضوءاً نادراً يصدر عن أيون الهيدروجين الثلاثي (H3+)، وهي إشارة لم تُسجَّل من قبل في الفضاء ولا في المختبرات، بعد نحو 4 عقود من التنبؤ بها نظرياً.
وأشرف على الدراسة ديفيد نيوفيلد، الباحث في جامعة جونز هوبكنز، ووافقت دورية «أستروفيزيكال جورنال ليترز» على نشر نتائجها.
ومصدر الإشارة غاز ساخن في جسم يُعرف باسم «هيربيغ هارو 168»، يقع ضمن منطقة لولادة النجوم تبعد عن الأرض قرابة 2,300 سنة ضوئية، وقد التقطها التلسكوب بأداة «ميري» المخصصة للأشعة تحت الحمراء المتوسطة.
ويضم هذا الأيون ثلاث نوى هيدروجين يجمعها إلكترونان مشتركان، وتنتظم في هيئة مثلث متساوي الأضلاع. وبما أنه لا يملك عزماً كهربائياً ثنائي القطب دائماً، فهو لا يبعث في العادة إشعاعاً حين يدور.
وكان فو شي بان وتاكيشي أوكا، وهما عالمان في الفيزياء الفلكية، قد توقعا عام 1986 أن يطلق الأيون ضوءاً خافتاً نتيجة تشوه بسيط يصيب شكله خلال الدوران، إذ تُحدث قوة الطرد المركزي خللاً محدوداً في تماثله الهندسي، فينشأ عزم كهربائي صغير يتيح ما يُعرف بـ«الانتقالات المحظورة».
ولا تعني هذه التسمية خرقاً لقوانين الفيزياء، بل تشير إلى انتقالات ضعيفة تخرج عن القواعد الطيفية المألوفة، وهو ضعف أبقى الإشارة خارج نطاق الرصد طوال نحو 40 عاماً.
وتمكن الباحثون من تحديد 26 خطاً طيفياً للأيون، تخطت قوة كل منها 5 «سيغما» في منطقة واحدة على الأقل من المنطقتين اللتين جرى رصدهما، فيما بلغت دلالة أقوى الخطوط 72 سيغما. ويعني هذا المقياس الإحصائي أن احتمال نشوء الإشارة عن ضوضاء عشوائية ضئيل جداً.
وكشفت النتائج أن انبعاثات الأيون تنتشر بالنمط نفسه الذي يتوزع به الهيدروجين الجزيئي الساخن في الغاز الذي تعرض لموجات الصدمة. غير أن النماذج المتاحة عجزت عن تفسير شدة الإشارة بالكامل، إذ قدّر بعضها الانبعاثات بأقل من حجمها المرصود بخمس إلى ست مرات.
ويُتوقع أن تساعد هذه الخطوط الطيفية العلماء مستقبلاً في دراسة معدلات التأين داخل الغازات الحارة حول النجوم الناشئة، وفي فهم ما يجري من تفاعلات كيميائية في الفضاء.
وتتكون أجسام «هيربيغ هارو» عندما تصطدم نفاثات تطلقها نجوم حديثة الولادة بما يحيط بها من غاز وغبار، فتتولد موجات صدمية ترفع حرارة الغاز إلى آلاف الدرجات وتجعله يتوهج. ويستطيع جيمس ويب، بفضل قدرته على رصد الأشعة تحت الحمراء، النفاذ عبر الغبار الكوني الذي يحجب هذه المناطق.
