Космический спирт вновь подтверждает неизменность естественной постоянной

Масса протона в 1836.152672 раз больше массы электрона. Это соотношение и структура всего молекулярного вещества остается неизменным 7,5 миллиардов лет. К этому заключению ученые пришли в прошлом году, когда наблюдали за молекулами метанола за пределами Млечного Пути при помощи радиотелескопа Effelsberg.

Метанол (CH3OH, простейшая форма спирта) чувствителен к изменениям соотношения массы протонов-электронов. Небольшое отклонение повлияет на структуру молекулы и связанный с ней спектр поглощения. Спектр поглощения показывает точно, какая частота излучения поглощается частицей. У каждой молекулы имеется свой характерный спектр. Было обнаружено, что спектр метанола идеально подходит для анализа естественной постоянной: если изменяется соотношение массы протонов и электронов, определенные линии спектра метанола существенно сдвинутся, в то время как другие останутся неизменными (так называемые якорные линии).

В прошлом году ученые проанализировали спектр молекул метанола в другой галактике. Так как молекулы находятся на таком большом расстоянии, проходит много времени, пока их излучение достигает Земли. Таким образом, ученые смогли заглянуть в то время, и увидеть, как выглядел метанол 7,5 миллиардов лет назад. Они увидели, что спектр «старого метанола» сравним со спектром метанола сейчас.

Теперь ученые провели дополнительные измерения при помощи радиотелескопа Effelsberg, расположенного в Германии, телескопа IRAM-30 (Гранада, Испания) и новой Обсерватории ALMA Observatory в Андах, на границе Чили и Боливии. Так как водные пары в атмосфере мешают измерениям на высоких частотах, исследователям пришлось проводить их в этих расположенных высоко над уровнем моря сухих местностях. Измерения в Германии были ограничены до радиочастот 35 GHz, радиотелескоп IRAM radio telescope наблюдал линии поглощения на 83 GHz и 160 GHz. А Обсерватория ALMA, которая расположена около 5 км выше уровня моря, в сухой пустыне Атакама, могла измерять линии поглощения на частоте 261 GHz.

Во время нового исследования физики открыли так же что направление излучения, исходящего от радио-источника, поглощаемого метанолом, изменяется. Более того, они обнаружили, что на поглощение действует распределение температур газового облака, в котором находится метанол. Благодаря новым измерениям, ученые теперь видят достаточно спектральных линий для того, чтобы исключить из результатов те, которые были получены в результате вышеупомянутых воздействий.

На основании наблюдений за 10 линиями поглощения, ученые смогли провести статистический анализ. Все измерения подтверждают, что соотношение масс протонов-электронов действительно осталось неизменным.