شناسايي ذره سازنده جهان
محققان دانشگاه آريزونا موفق شدند روشي براي مشاهده و شناسايي مولكول‌هايي كشف كنند كه احتمالا جهان يا دست‌كم بخش‌هاي داغ و آتشين آن را تشكيل داده است. اين ماده كه يون هيدروژن سه‌اتمي (با فرمول شيميايي H3+) است و در فضاي گسترده و سرد ميان‌ستاره‌اي حضور دارد، ممكن است كليد اسرار شكل‌گيري اولين ستاره‌ها پس از انفجار بزرگ را در اختيار داشته باشد. محققان دانشگاه آريزونا چندين ماه وقت صرف كردند تا شيوه شناسايي H3+ را كشف و نقش اساسي آن در ستاره‌شناسي و طيف‌سنجي را درك كنند. به گفته محققان، بيشتر بخش‌هاي جهان از انواع مختلف هيدروژن ساخته شده است كه شكل H3+ در فضاي ميان‌ستاره‌اي بسيار شايع‌تر است و يكي از مهم‌ترين ماده‌هاي موجود در جهان محسوب مي‌شود. اين مولكول همچنين آغازگر بسياري از انواع واكنش‌هاي شيميايي است، از جمله واكنش‌هايي كه به توليد تركيب‌هايي مانند آب يا تركيب‌هاي كربن‌دار منجر مي‌شود و براي شكل‌گيري حيات مهم است. ستاره‌ها در مراحل شكل‌گيري ممكن است آنقدر داغ شوند كه پيش از تكميل مراحل شكل‌گيري، منفجر شوند مگر اينكه با استفاده از شيوه خاصي بتوانند انرژي مازاد را در محيط اطراف رها كنند. اين كار از طريق مولكول‌هايي انجام مي‌شود كه با تابش نور، ستاره در حال شكل‌گيري را به آرامي سرد مي‌كنند. به اعتقاد ستاره‌شناسان، تنها ماده‌اي كه در آن زمان مي‌توانست چنين كاري را انجام دهد، H3+ بود. H3+ يك ذره الكتريكي و باردار است. به اين ذرات باردار يون مي‌گويند. اين يون از سه اتم هيدروژن و دو الكترون تشكيل شده است. كمبود يك الكترون داراي بار منفي باعث شده اين يون داراي بار مثبت شود. محققان در ابررايانه‌هاي مركز محاسبات با كارايي بالاي دانشگاه آريزونا، يك كد رايانه‌اي وارد و شيوه‌هاي ارتعاش H3+ را طبق قوانين مكانيك كوانتومي توصيف كردند. محققان براساس تقريب‌هاي ايجادشده در كد رايانه، مي‌توانند نرم‌افزاري ايجاد كنند كه بتواند حركت مولكول‌هاي كوچك يا مولكول‌هاي تقريبا بزرگ را به دقت توصيف كند. نتايج پژوهش‌هاي اين دانشمندان با تحقيق‌هاي پژوهشگراني از لهستان، فرانسه، انگلستان و روسيه و همچنين موسسه ماكس‌پلانك آلمان همخواني دارد. آنها ذره H3+ را در آزمايشگاه ايجاد و تاييد كردند كه خطوط طيفي آن با پيش‌بيني‌ها مطابقت دارند. اين همكاري به محققان امكان داد تا براي اولين‌بار به تعيين خطوط طيفي H3+ براي انواع خاص حركات ارتعاشي در زمان آزادسازي فوتون‌ها توسط يون با طول‌مواج نزديك به مريي بپردازند. اين طول‌موج‌ها به رنگ پرتوهاي سبك H3+ از فضاي ميان‌ستاره‌اي به سمت زمين كمك مي‌كنند. شناخت سطوح ارتعاشي و خطوط طيفي H3+ به ستاره‌شناسان و اخترشيميدانان امكان مي‌دهد تا به غربالگري سيل خطوط طيفي بپردازند و عنصرهاي تشكيل‌دهنده مواد گوناگون فضا را شناسايي كنند. همچنين اين كار به دانشمندان امكان مي‌دهد قابليت سردكنندگي H3+ و سناريوي‌هاي محتمل براي چگونگي شكل‌گيري اولين ستارگان پس از انفجار بزرگ را بررسي كنند.
