۱۸ اوت ۱۸۶۸ ستارهشناس فرانسوی پیر ژول سزار یانسن هنگام رصد یک کسوف کامل در هند به خط طیفی زردی برخورد که با هیچیک از عناصر شناختهشدهٔ زمین مطابقت نداشت؛ همین مشاهده مبنای کشف هلیوم شد.
رصد، طیفسنج و نقش آنها در کشف هلیوم
یانسن از یک طیفسنج برای بررسی نور برجستگیهای خورشیدی استفاده کرد. تحلیل خطوط طیفی امکان شناسایی عناصر حاضر در منبع نور را فراهم میکند. در طول کسوف، با پوشیده شدن قرص خورشید، برجستگیهای خورشیدی آشکارتر شدند و خط زردی در طیف پدیدار گشت؛ نشانهای که بعدها منشأ آن هلیوم تشخیص داده شد.
تأیید مستقل و نامگذاری
چند ماه بعد، ستارهشناس انگلیسی نورمن لاکیر همان خط طیفی را بهطور مستقل مشاهده و نتیجه گرفت منشأ آن عنصری نو است. نام «هلیوم» از «هلیوس»، یعنی خورشید در اساطیر یونانی، گرفته شد. نخستین شواهد حضور هلیوم روی زمین سیزده سال بعد توسط فیزیکدان ایتالیایی لوئیجی پالمیری در مواد مذاب کوه وزوو ثبت شد.
اهمیت کشف هلیوم
- نقطهعطف طیفسنجی: برای نخستین بار طیفسنجی وجود یک عنصر را در یک جرم آسمانی نشان داد، در حالی که آن عنصر روی زمین ناشناخته بود. این رخداد توان و دقت روش طیفسنجی در نجوم را ثابت کرد.
- نقش در کیهانشناسی: هلیوم پس از هیدروژن، دومین عنصر فراوان کیهان است و تبدیل هیدروژن به هلیوم توسط همجوشی هستهای، منبع انرژی ستارگان بهشمار میآید.
- کاربردهای فضایی: گاز هلیوم برای فشاردهی و پاکسازی سامانههای پیشرانهٔ موشک بهکار میرود و هلیوم مایع بهعنوان خنککنندهٔ ابزارهای بسیار حساس در فضا کاربرد دارد.
پیامدهای علمی و فنی
کشف هلیوم نشان داد تحلیل طیفی نه تنها ابزاری برای شناسایی عناصر است، بلکه دریچهای برای فهم فرآیندهای فیزیکی درون ستارگان ایجاد میکند. امروزه طیفسنجی در مطالعهٔ ترکیب جو سیارات فراخورشیدی، پایش فعالیتهای خورشیدی و بررسی ساختار ستارگان نقش کلیدی دارد.
نگاهی به آینده
با افزایش نیازهای صنعتی و پژوهشی، هلیوم همچنان منبعی استراتژیک باقی میماند: هلیوم مایع برای سامانههای ابرسرد و حسگرهای کوانتومی حیاتی است و گاز هلیوم در مأموریتهای فضایی کاربردهایی ضروری دارد. پیوند تاریخی میان کشف هلیوم و توسعهٔ ابزارهای طیفسنجی یادآور این است که ابزار اندازهگیری دقیق میتواند راهگشای کشفهای تازه باشد.
منابع و خواندن بیشتر: هلیوم در ویکیپدیا، کسوف خورشید.
