Вообще, на «Гершеле» было несколько наблюдательных программ, специально предназначенных для исследования молекулярного состава межзвёздного и околозвёздного вещества. Основным инструментом в этих программах был спектрограф HIFI, обеспечивавший достаточное спектральное разрешение для измерения молекулярных линий. В программе MESS (Mass-loss of Evolved Stars, потеря массы проэволюционировавшими звёздами), по которой наблюдали Барлоу с коллегами, такая задача не ставилась. Наблюдение, принёсшее неожиданный результат, имело целью определение содержания пыли в Крабовидной туманности. Для изучения пыли высокое спектральное разрешение не требуется, поэтому туманность наблюдали при помощи прибора SPIRE. В его состав также входил спектрограф, но, скажем так, рангом пониже, чем HIFI. Тем не менее этого оказалось достаточно, чтобы увидеть две ранее не наблюдавшиеся узкие линии излучения на частотах примерно 618 и 1 235 ГГц. Различие частот в два раза — характерный признак вращательных переходов двухатомной молекулы. Сверив измеренные частоты со списком линий из Кёльнской базы данных молекулярной спектроскопии, авторы обнаружили единственное совпадение — вращательные линии ионизованного гидрида аргона ArH>+.
Нельзя сказать, что это было ожидаемое совпадение. Аргон (а также гелий, неон, криптон, ксенон и радон) вообще-то относится к инертным газам, которые в силу особенностей устройства их атомов обладают крайне низкой химической активностью. Но некоторые соединения с их участием всё-таки возможны. Молекулярный ион ArHкаких-нибудь>+ образуется в реакции иона аргона с молекулой водорода: Ar>+ + H>2. В лаборатории такое сочетание создать можно при помощи хитростей, но вот объяснить одновременное наличие обоих реагентов в межзвёздном газе довольно сложно. Потенциал ионизации у аргона выше, чем у водорода. Если предположить, что аргон ионизован излучением пульсара, то странно, что водород при этом не только не ионизован, но вообще сохранился в молекулярной форме. Авторы заподозрили, что причиной является сильная неоднородность Крабовидной туманности, из-за чего в ней соседствуют разреженные области, насквозь просвеченные излучением пульсара, и плотные сгустки, в которые излучение не проникает. Если в пограничном слое между разреженным и плотным газом происходит некоторое перемешивание, его может оказаться достаточно для производства некоторого количества молекул ArH>+.
Частоты линий молекул, в состав которых входят различные изотопы какого-либо элемента, немного разнятся, поэтому по спектру можно определить не только атомарный, но и изотопный состав вещества. Линии, обнаруженные в Крабовидной туманности, принадлежат иону гидрида аргона с изотопом
