„Добио сам један од најбољих и најмање очекиваних резултата - спектар звезда!“ И прелепе спектре боја и величанствених линија. Још само један корак и хемијски састав свемира ће бити откривен “, написао је астрофизичар Пиерре Јулес Цесар Јанссен својој супрузи из опсерваторије у Италији у децембру 1862. Наоружан најновијом технологијом дана и запажањима других западних астрофизичара, Јанссен је био одлучан да открије тајне галаксије.
18. августа 1868. Јанссен је успео да уради управо то. Постао је прва особа која је у сунчевом спектру приметила хелијум, елемент никад раније виђен на Земљи. У то време, Јанссен, међутим, није знао шта је видео - само да је то било нешто ново.
Средина 1800-их била је узбудљиво време за гледање у небо. Нови инструмент зван спектроскоп увећао је поље астрономије. По дизајну сличном телескопу, спектроскоп је радио као призма супер-енергије, распршујући светлост у мерљиве таласне дужине. Рани модел омогућио је физичару Јосепху Фраунхоферу да посматра сунце у раним 1800-има, али њега су збуњивале црне линије које су прекидале нормалне боје. Те су црне линије назване по Фраунхоферу, иако он није разумио шта су.
До тих сазнања ће доћи неколико деценија касније, са немачким истраживачима Густавом Кирцххоффом и Робертом Бунсеном. 1859. Бунсен и Кирцхофф открили су да загревање различитих елемената ствара светлу линију светлости у спектроскопу - а те светлосне линије понекад одговарају тамним Фраунхоферовим линијама.
Научници су утврдили да су се светле линије појавиле кад је спаљен топли гас. На пример, водоник гори наранџасто, али када се посматра спектроскопом, постаје јасно да се наранџаста састоји од више појединачних уских таласних дужина светлости. Слично томе, тамне линије које је Фраунхофер открио представљају светлост коју апсорбује хладнији елемент на површини сунца. "Двојица научника открили су да сваки хемијски елемент ствара јединствени спектар", пише Амерички институт за физику. „Ово даје својеврсни„ отисак прста “који може да потврди присуство те хемикалије.“
Анализом спектра емисије одређених елемената у лабораторији, затим њиховим спектроскопом окрећући се звездама, истраживачи су могли да утврде хемијски састав свега, од нашег сунца до звезда широм галаксије.
Спектроскоп дизајниран за гледање сунца. (Викимедиа Цоммонс) "Пре спектроскопа нисте имали појма од чега се ствара сунце или од чега се праве звезде, " каже Деборах Варнер, кустосица у одељењу медицине и науке у Националном музеју америчке историје. „Одједном постоји ова готово магична техника помоћу које можете препознати елементе тих удаљених тела. Нови елементи се приказују десно и лево јер имате ову нову алатку. "
Јанссен се жарко упушта у овај нови облик анализе светлости. Иако је живео у Паризу, путовао је Европом и Азијом у потрази за оптималним тачкама гледања ноћног неба. Такође је јурио за помрачењима, посетио Италију у фебруару 1867., а затим отишао све до Гунтура у Индији, ради потпуног помрачења Сунца 18. августа 1868. Француска експедиција, заједно са тим, финансирала је и француска влада и њена Национална академија наука. другог Француза, потрошивши више од 75.000 франака за та два путовања.
Али високи трошак показао би вриједну инвестицију. На дан помрачења, наоружан својим спектроскопом, Јанссен је видео нешто необично: јарко жуту линију чија се таласна дужина не поклапа ни са једним познатим елементом. Спектар је био најближи обрасцу натријума, али био је довољно различит да заслужује сопствену категорију. Чинило се да је Јанссен открио нови елемент, никад виђен на Земљи.
Јанссен је истовремено открио нови начин посматрања сунца без помрачења, користећи модификовани домет. Послије помрачења послао је вијест о свему томе на Академију наука. Али отприлике у исто време, Академија је добила поруку од енглеског астронома Нормана Лоцкиера да му се десио један проналазак који му омогућава да гледа сунце без помрачења и извршио је слично запажање. Пошто је свако човеково дело потврдило оно друго, било је тешко доделити дефинитивно заслугу било коме. Астроном Херве Фаие предложио је нешто компромиса: „Уместо да покушавамо да поделимо вредност открића и последично га умањимо, било би боље да непристрасно доделимо целу част обојици ових наука, који су раздвојени са хиљадама људи од миља, да ли је свако имао срећу да дође до нематеријалног и невидљивог методом која је вероватно најчудеснија што је геније посматрања икада замислио? "
Француски астрофизичар Пјер Јулес Јанссен путовао је светом у покушају да разуме космос, и први је видео спектар хелијума таласних дужина у свом спектроскопу. (Викимедиа Цоммонс) Двојица истраживача од срца су се сложила да деле част открића, а касније су постали блиски пријатељи. Али чак и уз узбуђење њиховог запажања, остала су питања. Најважније међу њима: Шта су тачно видели Јанссен и Лоцкиер? Нису сви научници веровали опажању, јер је Лоцкиер ускоро требао да сазна. Тражећи доказ да поткријепи тврдњу да је помогао у откривању новог елемента, Лоцкиер је отишао код енглеског хемичара Едварда Франкланда да покуша репродуковати образац таласне дужине у лабораторији. Франкланд је теоретизирао да га може узроковати водоник под екстремним температурама и притиском, али нису били успјешни у својим покушајима да га поново створе.
Скептицизам према могућности постојања елемента у свемиру, али не и на Земљи, можда није изненађење, с обзиром на то да је био први такве врсте. Историчари науке Јамес Л. Марсхалл и Виргиниа Р. Марсхалл пишу: „Франкланд, можда опрезан због многих погрешних„ новооткривених елемената “који произлазе из спектра високе резолуције који су сада доступни, тврдио је да не жели да његово име буде повезано са овим имагинарни елемент ", чак и након што је Лоцкиер изашао у јавност, називајући га" хелијум ", по грчком имену за сунце.
Нису сви били тако скептични. Амерички научник Јохн Виллиам Драпер изложио је ово откриће 1876. године у обраћању на уводном састанку Америчког хемијског друштва. „Често гледам јарко жуту зраку коју сунчева хромосфера емитује од стране тог непознатог елемента, хелијума, како су астрономи смели да га назову. Чини се да дрхти од узбуђења када исприча своју причу и колико невиђених пратилаца има “, рекао је Драпер.
Спектроскоп је прошао кроз вишеструке итерације, а научници су често сами прилагодили дизајн. (Викимедиа Цоммонс) Тек 1882. физичар је на Земљи приметио хелијум. Италијански физичар Луиги Палмиери забиљежио је жуту спектралну линију у својим подацима док је анализирао лаву са планине Весувиус. То откриће су касније пратили експерименти које је на гас спровео шкотски хемичар Вилијам Рамсаи, а 1895. године истраживачи су дефинитивно могли рећи да је хелијум постојао и на Земљи и на сунцу. Рамсаи је даље показао да је хелијум производ радиоактивног распада радијума и ставио га у односу на остале елементе на периодичној табели.
Данас је хелијум вероватно најпознатији као гас који пуни рођенданске балоне, али гас такође служи за важне сврхе у медицинским машинама (попут МРИ скенера) као и у свемирским бродовима и мониторима зрачења. Такође се користи у рачунарским деловима, микроскопима, ваздушним јастуцима у аутомобилима и великом хадронском сударачу који се користи у физичким експериментима. Доста се бринуло о недостатку елемента, али велико лежиште пронађено у Танзанији значи да ћемо вероватно бити добро снабдевени неко време.
Што се тиче Јанссена, он се тешко одмарао на ловорикама након што је на сунцу приметио хелијум. Током своје дуге научне каријере, путовао је у Перу, Швајцарску, Јапан, Алжир и другде у потрази за разумевањем космоса. Чак је избегао Париз из балона са врућим ваздухом 1870. године, када је град био под опсадом током Франко-Пруског рата. Жестоко је веровао у свој рад, једном написавши, „Проучавање светлости ће нам показати физичку организацију света.“
Напомена уредника, 9/4/18: Ранија верзија овог чланка навела је да су Лоцкиер и Јанссен делили заслуге за откриће хелијума. Ово је нетачно, будући да елемент тек треба препознати. Дијелили су заслуге што су открили нови начин посматрања сунца без помрачења. Чланак је модификован да би то одражавао.
