Le télescope spatial James Webb a détecté pour la première fois une faible lueur émise par l’ion hydrogène triatomique au sein d’une région de formation d’étoiles située à environ 2 300 années-lumière de la Terre.
Dépourvu de moment dipolaire électrique permanent, cet ion n’émet normalement aucun rayonnement électromagnétique lors de sa rotation.
En 1986, les astrophysiciens Foo-tim Chin et Takeshi Oka avaient théorisé que l’ion pouvait produire une lueur ténue en raison d’une déformation de sa géométrie sous l’effet de la force centrifuge. Ce phénomène engendre un faible moment électrique permettant des émissions lumineuses connues sous le nom de transitions interdites.
Grâce à sa vision infrarouge, le télescope a traversé la poussière cosmique des zones de formation stellaire pour identifier 26 lignes spectrales attribuées à l’ion hydrogène triatomique, dépassant chacune une puissance de cinq sigma dans au moins une des deux zones d’observation.
La plus puissante ligne spectrale a enregistré une signification statistique de 72 sigma, une mesure indiquant que la probabilité que le signal provienne d’un bruit aléatoire est minime. Ces résultats indiquent que les émissions de l’ion hydrogène triatomique suivent la répartition de l’hydrogène moléculaire chaud au sein du gaz perturbé par les ondes de choc.
Toutefois, les modèles actuels n’ont pas réussi à expliquer entièrement l’intensité du signal, certains modèles sous-estimant les émissions observées d’un facteur de cinq à six. À l’avenir, ces lignes spectrales pourraient faciliter l’étude des taux d’ionisation au sein des gaz chauds entourant les étoiles naissantes ainsi que la compréhension des réactions chimiques qui s’y déroulent.
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