一个在理论上被预言了近四十年、却始终无人真正观测到的分子信号，如今终于现身宇宙深处。借助詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）的观测数据，天文学家在仙王座 A 西侧的赫比格-哈罗天体 HH 168 中，辨认出了三氢正离子（H₃⁺）的禁戒转动谱线——这是此类光谱第一次被实际探测到。
这种离子的结构极为独特：三个氢原子核与两个电子组成一个体系，原子核恰好排布成标准的等边三角形。正是这种高度对称的几何形态，赋予了它与众不同的光谱行为。
要理解其中的门道，得从发光的基本原理说起。原子和分子只能停留在一系列分立的能量状态上，从高能级落到低能级时，多余的能量会以光子形式释放出来，这便是发光的由来。不过，能级之间的“跳跃”并非随心所欲——量子力学中的“选择定则”会依据角动量、对称性等条件，判定哪些跃迁可以发生。最常见的发光途径是电偶极跃迁，凡不满足其条件的跃迁，在光谱学中统称为“禁戒跃迁”。
麻烦恰恰出在三氢正离子的完美对称上。由于等边三角形内的电荷分布完全均匀，这个离子不具备永久电偶极矩，也就缺少产生普通转动辐射所必需的不对称性。在把分子视为刚体的理想近似下，它压根不该拥有电偶极纯转动光谱。
但真实的分子并非铁板一块。高速旋转带来的离心作用会让结构发生轻微形变，进而诱导出极其微弱的电偶极矩，使那些原本被压制的转动跃迁得以发出暗淡的光。正是这一缕微光，成了观测者梦寐以求的目标。
对它的追寻由来已久。早在 1986 年，Pan 与 Oka 便完成了 H₃⁺ 禁戒转动光谱的理论计算，并指出这条路径可以用来探测星际空间中的该离子。然而在此后将近四十年里，无论实验室还是天文观测，都没能捕捉到它的踪迹。
转机出现在韦布空间望远镜上。利用其中红外仪器，研究团队在两个观测区域合计确认了 26 条置信度超过 5σ 的谱线，其中最强的一条位于 16.325 微米波长处。这些信号在天空中的分布与运动速度，均与被激波加热的高温氢分子相吻合，说明发射源是炽热的分子气体；进一步分析显示，气体温度不低于约 2,000 开尔文。
HH 168 本身就是一个剧烈的天体物理现场。作为赫比格-哈罗天体，它记录着年轻恒星喷出的物质与周围气体猛烈撞击的过程，而震波恰好为这类稀有光谱提供了一片足够炽热的舞台。
更具说服力的是，团队还在韦布望远镜关于另一赫比格-哈罗天体 HH 211 的存档数据中找到了同样的谱线特征——在那幅著名的壮观喷射影像里，同样潜藏着这种前所未见的信号。两次相互独立的探测彼此印证，也为追踪星际气体受冲击后的电离过程与化学演变提供了全新手段。
相关论文已于 11 月 6 日在预印本平台 arXiv 上公开。
