24/1/11

Το υδρογόνο εκπέμπει στην ραδιοφωνική συχνότητα των 1420 ΜHz

Τα αέρια νέφη του μεσοαστρικού χώρου που βρίσκονται σε θερμοκρασία 10 έως 100 Κ περιέχουν κυρίως υδρογόνο σε ατομική ή μοριακή μορφή. Τέτοια αέρια νέφη ήταν πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν από τους αστρονόμους, διότι τα ψυχρά αυτά νέφη δεν εμφάνιζαν μετρήσιμη εκπομπή στα οπτικά μήκη κύματος.
Όμως, το 1945 ο van de Hulst ανακοίνωσε ότι θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί η παρατήρηση του μεσοαστρικού ατομικού υδρογόνου στο ραδιοφωνικό μήκος κύματος των 21 cm (ή στη συχνότητα των 1420 ΜHz).
Όταν ένα ηλεκτρόνιο ατόμου μεταβαίνει από τροχιά υψηλότερης ενέργειας σε τροχιά χαμηλότερης ενέργειας, τότε εκπέμπεται ένα φωτόνιο. Το φωτόνιο έχει ενέργεια ίση με την ενεργειακή διαφορά των δύο τροχιών. Η εκπομπή αυτού του φωτονίου σε μια ορισμένη διακριτή ενέργεια εμφανίζεται σαν μια διακριτή«γραμμή» ή ως μήκος κύματος στο ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
Σύμφωνα με τον van de Hulst οι ραδιοαστρονόμοι θα μπορούσαν να ψάξουν για τη γραμμή των 21 εκατοστών του ουδέτερου υδρογόνου. Η γραμμή αυτή εκπέμπεται ως εξής: το άτομο του υδρογόνου αποτελείται από ένα ηλεκτρόνιο σε τροχιά γύρω από ένα πρωτόνιο στον πυρήνα. Τόσο το ηλεκτρόνιο όπως και το πρωτόνιο έχουν σπιν.
Στη χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση, ή θεμελιώδη κατάσταση, τα σπιν των δύο σωματιδίων έχουν αντίθετες κατευθύνσεις. Όταν το άτομο διεγείρεται, είτε απορροφώντας ένα φωτόνιο είτε από πρόσκρουση σε άλλα άτομα, το ηλεκτρόνιο απορροφά ένα μικρό ποσό ενέργειας, με αποτέλεσμα, τα σπιν των δύο σωματιδίων να αποκτήσουν την ίδια κατεύθυνση.
Όταν το άτομο επιστρέφει στην φυσική του κατάσταση, χάνει αυτή την ενέργεια εκπέμποντας ένα φωτόνιο με μήκος κύματος 21 εκατοστών, στην ραδιοφωνική περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
Έτσι το 1951, οι Ewen και Purcell σχεδόν ταυτόχρονα με τους Muller και Oort, ανίχνευσαν ραδιοφωνική ακτινοβολία των 21 cm.
Tα αέρια νέφη που εκπέμπουν την ακτινοβολία αυτή ονομάζονται περιοχές ΗΙ.
Το μη επανδρωμένο διαστημόπλοιο της ΝΑSΑ Pioneer 10, που εκτοξεύθηκε το 1972 με σκοπό την εξερεύνηση του Δία και άλλων πλανητών, ήταν γνωστό ότι θα αποτελούσε την πρώτη ανθρώπινη κατασκευή που θα ξεπερνούσε τα όρια του ηλιακού συστήματος. Για την εξαιρετικά απίθανη περίπτωση που θα συναντούσε εξωγήινο πολιτισμό, περιείχε σε μια πλάκα από χρυσό τα παρακάτω σχέδια.
Μεταξύ των άλλων παρατηρούμε ότι η πλάκα περιέχει και την διαδικασία εκπομπής των 21 cm από το άτομο υδρογόνου.
Προφανώς ένας εξωγήινος πολιτισμός θα έχει ανιχνεύσει επίσης την ακτινοβολία αυτή, δεδομένου ότι το σύμπαν μας συνίσταται κυρίως από υδρογόνο.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...