科学家收到外星信号 150年前科学家是如何发现第一个外星元素氦的

150年前科学家是如何发现第一个外星元素氦的  

我得到了一个最好的和最不期望的恒星光谱结果！-美丽的光谱，色彩和华丽的线条。天体物理学家皮埃尔·朱尔斯·塞萨尔·扬森（Pierre Jules César Janssen）于1862年12月在意大利的一个天文台向妻子写道：“只要再迈出一步，宇宙的化学位置就会被揭示。”。凭借当今最新的技术和其他西方天体物理学家的观察，詹森决心揭开银河系的秘密。

1868年8月18日，詹森成功地做到了这一点。他成为第一个在太阳光谱中观察氦元素的人，氦是地球上从未见过的元素。不过，当时，詹森不知道他看到了什么，只是看到了一些新的东西。

19世纪中期是一个令人兴奋的时刻，可以俯瞰天空。一种叫做分光镜的新仪器正在颠覆天文学的领域。与望远镜的设计类似，分光镜的工作原理就像一个超级功率的棱镜，将光分散到可测量的波长中。一个早期的模型允许物理学家约瑟夫·弗劳恩霍夫在19世纪早期观察太阳，但他对黑线干扰正常颜色感到困惑。这些黑线是以弗劳恩霍夫命名的，尽管他不知道它们是什么。

这一知识将在几十年后，与德国研究人员古斯塔夫基尔霍夫和罗伯特本森。1859年，本生和基尔乔夫发现，加热不同的元素会在分光镜中产生明亮的光线，而这些光线有时与暗的夫琅和费线对应。

科学家们确定，明亮的光线是在高温气体燃烧时出现的。例如，氢燃烧橙色，但当通过分光镜观察时，它清楚地表明橙色是由多个单独的窄波长光组成的。类似地，弗劳恩霍夫发现的暗线代表了太阳表面一种较冷的元素吸收的光。美国物理研究所写道：“这两位科学家发现，每一种化学元素都产生一种独特的光谱。”。“这提供了一种‘指纹’，可以确认这种化学物质的存在。”

通过分析实验室中特定元素的发射光谱，然后将它们的光谱仪转到恒星上，研究人员可以确定从太阳到银河系恒星的化学位置。

“在分光镜出现之前，你根本不知道太阳是由什么构成的，也不知道恒星是由什么构成的，”美国国家历史博物馆医学与科学部馆长黛博拉·华纳（Deborah Warner）说。“突然间，有一种近乎神奇的技术，你可以通过它了解这些遥远身体的元素。因为你有了这个新的工具，新的元素出现在你的左右两边。

Janssen急切地进入了这种新的光分析形式。虽然他住在巴黎，但他周游欧洲和亚洲，寻找观测夜空的最佳有利位置。他还追逐日食，在1867年2月访问意大利，然后一路前往印度贡图，参加1868年8月18日的日全食。法国政府和它的国家科学院都资助了这次探险，还有另一个法国人的探险，两次旅行花费了超过75000法郎。

，但高昂的成本将证明是值得投资的。在日食的那天，詹森带着他的分光镜，看到了一些不同寻常的东西：一条明亮的黄线，其波长与任何已知的元素都不匹配。这一光谱最接近钠所形成的模式，但却足够清晰，值得归类。似乎詹森发现了一种新的元素，这是地球上从未见过的元素。

同时，詹森发现了一种不用日食就可以观察太阳的新方法。日食之后，他把这一切都告诉了科学院。但是在在普法战争期间。他坚信自己的工作，一旦写下，“光的研究将向我们展示世界系统的物理组织。”

编者注，9/4/18：本文的前一个版本声明了洛克耶和詹森在氦的发现上的共同功劳。这是不准确的，因为这一要素尚未得到承认。他们共同的功劳是发现了一种不用日食就能观察太阳的新方法。这篇文章已经被修改以反映这一点