„Az egyik legfinomabb és legkevésbé várt eredményt - a csillagok spektrumát - és a gyönyörű színű és csodálatos vonalakkal rendelkező spektrumot kaptam. Még egy lépés, és az univerzum kémiai összetétele feltárul ”- írta Pierre Jules César Janssen az asztrofizikus feleségének 1868 decemberében az olaszországi obszervatóriumból. Fejlesztve a nap legújabb technológiájával és más nyugati asztrofizikusok megfigyeléseivel, Janssen elhatározta, hogy megnyitja a galaxis titkait.
1868. augusztus 18-án Janssennek ezt sikerült megtennie. Ő lett az első személy, aki megfigyelte a héliumot, amelyet a Földön még soha nem láttak, a nap spektrumában. Abban az időben azonban Janssen nem tudta, mit látott - csak hogy valami új volt.
Az 1800-as évek közepe izgalmas idő volt a mennyországban történő társalgáshoz. A csillagászat területét egy spektroszkópnak nevezett új eszköz hívta fel. A távcső felépítéséhez hasonlóan a spektroszkóp úgy működött, mint egy nagyteljesítményű prizma, eloszlatva a fényt mérhető hullámhosszokra. A korai modell lehetővé tette Joseph Fraunhofer fizikusának, hogy megfigyelje a napot az 1800-as évek elején, ám zavarában volt a normál színeket megszakító fekete vonalak. Ezeket a fekete vonalakat Fraunhofernek nevezték, annak ellenére, hogy nem értette, mi azok.
Ez a tudás évtizedekkel később jönne, Gustav Kirchhoff és Robert Bunsen német kutatókkal. 1859-ben Bunsen és Kirchoff felfedezték, hogy a különféle elemek melegítése fényes fényvonalakat eredményez a spektroszkópban - és ezek a fényvonalak néha megfeleltek a sötét Fraunhofer vonalaknak.
A tudósok megállapították, hogy a fényes vonalak forró gáz égetésekor jelentkeztek. Például a hidrogén narancssárga ég, de amikor spektroszkóppal megfigyelték, világossá válik, hogy a narancssárga több különálló keskeny hullámhosszúságból áll. Hasonlóképpen, a sötét vonalak, amelyeket a Fraunhofer felfedezett, a nap felszínén lévő hűvösebb elem által elnyeltetett fényt képviselik. "A két tudós megállapította, hogy minden kémiai elem egyedi spektrumot hoz létre" - írja az Amerikai Fizikai Intézet. "Ez egyfajta" ujjlenyomatot "jelent, amely megerősítheti a vegyi anyag jelenlétét."
A laboratóriumban levő egyes elemek emisszióspektrumának elemzésével, majd spektroszkópjuk csillagokra fordításával a kutatók kideríthetik mindazok kémiai összetételét, a mi napunktól a csillagokig a galaxisban.
A napsugárzásra tervezett spektroszkóp. (Wikimedia Commons) „A spektroszkóp előtt még fogalma sem volt róla, miből készül a nap, vagy miből készülnek a csillagok” - mondja Deborah Warner, az amerikai történelem Nemzeti Múzeumának az orvostudomány és a tudomány osztályának kurátora. Hirtelen ott van ez a szinte varázslatos technika, amellyel megismerheti e távoli testek elemeit. Az új elemek jobbra és balra jelennek meg, mert megvan ez az új eszköz. ”
Janssen lelkesen belemerült a fényelemzés ezen új formájába. Noha Párizsban élt, az Európán és Ázsiában utazott, hogy az éjszakai égbolt megfigyelésére optimális pontokat keressen. A napfogyatkozás utáni üldöztetés után 1867 februárjában meglátogatta Olaszországot, majd egészen 688 augusztus 18-i teljes napfogyatkozásig indult az indiai Gunturba. A francia kormány és a Nemzeti Tudományos Akadémia egyaránt finanszírozta ezt az expedíciót. egy másik francia, aki több mint 75 000 frankot költött a két utazásra.
De a magas költségek méltó befektetést jelentenek. A napfogyatkozás napján, spektroszkópjával felfegyverkezve, Janssen valami rendkívüli látott: egy élénk sárga vonalat, amelynek hullámhossza nem egyezett az ismert elemekkel. A spektrum legközelebb állt a nátrium által létrehozott mintához, de annyira megkülönböztetett volt, hogy megértse saját kategóriáját. Úgy tűnt, hogy Janssen új elemet fedez fel, amelyet még soha nem láttak a Földön.
Ugyanakkor Janssen egy új módszert fedezett fel a nap megfigyelésének új módjára, napfogyatkozás nélkül, módosított hatókörrel. Mindezt a feledés után elküldte a Tudományos Akadémiának. De ugyanabban az időben az Akadémia beszédet kapott Norman Lockyer angol csillagásztól, hogy egy olyan találmánynál történt, amely lehetővé tette a napfogyatkozás nélküli kilátást a napra, és hasonló megfigyelést tett. Mivel minden ember megerősítette a másik munkáját, nehéz volt odaítélni a végleges hitelt. Hervé Faye csillagász javasolt valami kompromisszumot: „Ahelyett, hogy megpróbálnánk arányosítani a felfedezés érdemeit, és ennek következtében csökkenteni, jobb lenne, ha pártatlanul adnánk a teljes tiszteletet e két tudományos embernek, akiket több ezer elválasztott. mérföldes kilométerenként, elég szerencsések voltak-e elérni az immateriális és láthatatlan módszert olyan módszerrel, amely valószínűleg a legmegdöbbentőbb, amit a megfigyelés zsenije valaha elképzel?
A francia asztrofizikus Pierre Jules Janssen a világ minden tájáról megpróbálta megérteni a kozmoszt, és spektroszkópjában először látta meg a hélium hullámhosszúságát. (Wikimedia Commons) A két kutató szívből megállapodott abban, hogy megosztja a felfedezés tiszteletét, és késõbb közeli barátokká váltak. De még a megfigyelés izgalmával is megmaradtak a kérdések. A legfontosabb köztük: mit látott Janssen és Lockyer? Nem minden tudós hitte a megfigyelést, mivel Lockyer hamarosan megtanulta. Annak bizonyítására, hogy alátámasztja azt az állítást, miszerint új elemeket fedezett fel, Lockyer az angol kémikushoz, Edward Franklandhez ment, hogy megpróbálja reprodukálni a hullámhossz-mintázatot a laboratóriumban. Frankland elmélete szerint szélsőséges hőmérsékleten és nyomás alatt hidrogén okozhatja, ám sikeresek voltak annak újjáépítésére.
Az az űrben létező, de a Földön nem létező elem szkepticizmusa valószínűleg nem meglepő, tekintve, hogy ez volt az első ilyen jellegű. James L. Marshall és Virginia R. Marshall tudománytörténészek azt írják: „Frankland, valószínűleg óvatos a jelenleg rendelkezésre álló nagyfelbontású spektrumokból fakadó sok hibás„ újonnan felfedezett elem ”miatt, azt állította, hogy nem akarja, hogy a neve ezzel összekapcsolódjon. képzeletbeli elem ”, még miután Lockyer nyilvánosságra került, és azt a„ görög nap ”görög nevével„ Hélium ”-nak nevezte.
Nem mindenki volt annyira szkeptikus. John William Draper amerikai tudós kiemelte a felfedezést 1876-ban az Amerikai Vegyész Társaság alapító ülésének beszédében. „Gyakran néztem a nap kromoszféra által kibocsátott élénk sárga sugárzást az ismeretlen elem, a hélium által, ahogy a csillagászok megmerik hívni. Úgy tűnik, izgatottan remegeti a történet elmesélése, és hány láthatatlan társa van ”- mondta Draper.
A spektroszkóp többszörös iterációkon ment keresztül, és a tudósok gyakran saját maguk készítették el a rajzot. (Wikimedia Commons) Csak egy 1882-ben egy fizikus észlelte héliumot a Földön. Luigi Palmieri olasz fizikus rögzítette adataiban a sárga spektrumvonalat, miközben a Vesuvius-hegyről származó lávát elemezte. Ezt a felfedezést később William Ramsay skót kémikus gázzal végzett kísérletei követték, és 1895-ben a kutatók egyértelműen elmondhatták, hogy a hélium létezik a Földön és a Napon is. Ramsay megmutatta, hogy a hélium a rádium radioaktív bomlásának terméke, és a periódusos rendszer többi eleméhez viszonyítva helyezte el.
Ma a hélium ma valószínűleg legismertebb, mint a születésnapi léggömböket kitöltő gáz, de a gáz fontos célokat szolgál az orvosi gépekben (mint például az MRI szkennerek), valamint az űrhajókban és a sugárzásmérőkben. Számítógépes alkatrészekben, mikroszkópokban, autók légzsákjában és a fizikai kísérletekben használt nagy hadron ütközőn is használják. Sokan aggódtak az elem hiánya miatt, de a Tanzániában található nagy betét azt jelenti, hogy egy ideig valószínűleg jól ellátott vagyunk.
Janssen vonatkozásában alig pihent a babérjain, miután a héliumot napsütötte. Hosszú tudományos karrierje során Peruba, Svájcba, Japánba, Algériába és másutt utazott, hogy megértse a kozmoszt. Még hőlégballonnal menekült Párizsból 1870-ben, amikor a város ostrom alatt állt a francia-porosz háború alatt. Hevesen hitt munkájában, egyszer írta: „A fény tanulmányozása megmutatja nekünk a világrendszer fizikai felépítését.”
Szerkesztő megjegyzés, 18/4/4: A cikk egy korábbi verziója kimondta, hogy Lockyer és Janssen közös hiteleket hélium felfedezéséért. Ez pontatlan volt, mivel az elemet még nem kellett felismerni. Osztották, hogy felfedeztek egy új módszert a nap megfigyelésére napfogyatkozás nélkül. A cikket ennek tükrében módosítottuk.
