Как учените откриха химичния елемент хелий
„ Имах един от най-хубавите и минимум предстоящите резултати – спектрите на звездите! И красиви спектри – с цветове и превъзходни линии. Ще бъде разкрита още една стъпка и химичният състав на Вселената “, написа астрофизикът Пиер Жул Сезар Жансен до брачната половинка си от обсерватория в Италия през декември 1862 година Въоръжен с най-новата технология на времето си и наблюдения, направени от други западни астрофизици, Жансен е решен да открие тайните на галактиката.
На 18 август 1868 година той (в известна степен) съумява да направи тъкмо това – той става първият човек, който вижда хелия, детайл, който в никакъв случай не е сещан на Земята, в слънчевия набор. Жансен обаче не знае какво е това – знае единствено, че е нещо ново.
Пиер Жул Сезар Жансен
В средата на 19 век е вълнуващо време да се гледа към небето. Един напълно нов инструмент, наименуван спектроскоп, уголемява полето на астрономията. Подобно по дизайн на телескопа, спектроскопът работи като призма, която разпръсква светлината на вълната с измерими дължини. Един ранен модел разрешава на физика Джоузеф Фраунхофер да следи слънцето при започване на 19 век и до момента в който го прави, се появяват някакви черни линии, които го озадачават. Тези черни линии са кръстени на на негово име, макар че той няма концепция какви са.
Това познание ще пристигна няколко десетилетия по-късно от немските откриватели Густав Кирхоф и Робърт Бунсен. През 1859 година Бунсен и Кирхоф откриват, че нагряването на разнообразни детайли създава ярки линии светлина в спектроскопа – а тези линии от време на време подхождат на тъмните линии на Fraunhofer.
Учените дефинират, че ярките линии се появяват при изгаряне на парещ газ. Например водородът гори оранжево, само че когато това оранжево мине през спектроскоп, се вижда, че то е формирано от голям брой съответни самостоятелни цветове с съответни талази. По същия метод, тъмните линии, които Фраунхофер открива, съставляват светлина, погълната от по-хладен детайл на повърхността на слънцето. „ „, написа Американският институт по физика. „ “
„ Преди спектроскопа нямахме визия от какво е основано слънцето или изобщо от какво са направени звездите “, споделя Дебора Уорнър, организатор в отдела по медицина и просвета в Националния музей на американската история. „ Изведнъж имаме тази съвсем магическа технология, посредством която можем да разбираем детайлите на тези далечни тела. Така нови детайли стартират да се появяват отдясно и отляво, единствено поради този нов инструмент. “
Жансен се впуска с неспокойствие в тази нова форма на разбор на светлината. Въпреки че живее в Париж, той пътува из цяла Европа и Азия в търсене на оптималните места за наблюдаване на нощното небе. Той също по този начин гони и затъмнения, посещавайки Италия през февруари 1867 година и след което пътува чак до Гунтур, Индия, за цялостното слънчево затъмнение от 18 август 1868 година Френското държавно управление и неговата Национална академия на науките финансират тази експедиция, дружно с тази на различен французин, изразходвайки повече от 75 000 франка за двете пътувания общо.
Но тези пари ще се окажат почтена инвестиция. В деня на затъмнението, въоръжен със своя спектроскоп, Жансен вижда нещо неизмеримо: блестящо жълта линия, чиято дължина на вълната не съответствува с никой прочут детайл. Спектърът се приближава най-близо до модела на натрия, само че е задоволително отчетливо друг, с цел да е ясно, че е нещо друго. Изглежда, че Жансен открива нов детайл, който в никакъв случай не е срещан на Земята.
В същото време Жансен разкрива и нов метод за наблюдаване на слънцето, без да има потребност от затъмнение, употребявайки модифициран спектроскоп. След затъмнението той изпраща известие, в което разказва всичко това, до Академията на науките. Но почти по същото време Академията получава известие и от британския астроном Норман Локър, че му е попаднало откритие, което му разрешава да гледа слънцето без да е в затъмнение, и прави сходни наблюдения. И защото работата на всеки от двамата удостоверява работата на другия, е мъчно да се каже дефинитивно кой прави откритието първи. Астрономът Херве Файе предлага компромисен вид: „ Вместо да се опитваме да разделим достолепието на откритието и надлежно да го понижим, по-добре би било да отдадем независимо цялата чест и на двамата мъже на науката, които, разграничени от хиляди километри, са имали шанса всеки от тях да доближи до нематериалното и невидимото по способ, който е може би най-удивителният, който геният на индивида е замислял в миналото? “
Двамата откриватели от сърце се съгласяват да споделят достойнството на откритието, а по-късно даже стават близки другари. Но наблюдението им въпреки всичко остават въпроси и най-важният измежду тях е: Какво тъкмо са видели? Не всички учени имат вяра на наблюдението им, като Локър скоро ще научи. Търсейки доказателство, с цел да поддържа изказванието, че той е оказал помощ за откриването на нов детайл, Норман отива при британския химик Едуард Франкленд, с цел да опита да възпроизведе модела на дължината на вълната в лабораторията. Франкленд предлага, че това може да е породено от водород при рискови температури и налягане, само че по-късно при опити теорията му е отхвърлена.
Скептицизмът във връзка с опцията да има детайл, който съществува в Космоса, само че не и на Земята, може би не е изненада, като се има поради, че той е първият по рода си. Научните историци Джеймс Л. Маршал и Вирджиния Р. Маршал пишат: „ Франкленд, може би внимателен заради множеството неверни „ новооткрити детайли “, произлизащи от наличните към този момент наличната технология за спектриране, твърди, че не желаят името му да се свързва с утопичен детайл “, даже откакто Локиер става прочут, кръщавайки новия го „ Хелий “, по гръцкото име за слънцето.
Хромосфера
Не всички обаче са толкоз скептични. Американският академик Джон Уилям Драпър възхвалява откритието през 1876 година в послание на срещата на Американското химическо сдружение. „ Често виждам блестящо жълтия лъч, приближаващ от хромосферата на слънцето, от този незнаен детайл – хелий, както астрономите са се осмелили да го нарекат. Изглежда трептящ от неспокойствие да опише историята си и какъв брой невиждани спътници има “, сподели Дрейпър.
Едва през 1882 година физик видя хелий и на Земята. Луиджи Палмиери вижда жълтата спектрална линия, до момента в който проучва лава от връх Везувий. Това изобретение е последвано от опити, извършени от шотландския химик Уилям Рамзи и от 1895 година откривателите могат дефинитивно да кажат, че хелият съществува както на слънцето, по този начин и на Земята. Рамзи съумява да покаже и, че детайлът е артикул на радиоактивно раздробяване на радий и го слага в периодическата таблица.
