La câteva sute de mii de ani după Big Bang, supa fierbinte și tânără a universului nostru a răcit suficient pentru ca cele mai mici blocuri de viață să se combine în atomi pentru prima dată. Într-un singur proton - de fapt, un ion de hidrogen încărcat pozitiv - și un form de primă moleculă a universului a fost formată dintr-un singur balon, 6.700 de grade Fahrenheit (3.700 de grade Celsius), un atom de heliu.
Oamenii de știință au studiat versiunile de laborator ale acestei molecule primordiale timp de aproape un secol, dar niciodată nu au găsit urme ale acesteia în universul nostru modern - până acum. Într-un nou studiu publicat astăzi (17 aprilie) în jurnalul Nature, astronomii raportează despre utilizarea lor de un telescop aerian pentru a detecta HeH + care se năpustește în norul de gaz din jurul unei stele care moare la aproximativ 3.000 de ani lumină.
Potrivit cercetătorilor, această descoperire, care a făcut mai mult de 13 miliarde de ani în realizare, arată concludent că HeH + este format natural în condiții similare cu cele găsite în universul timpuriu.
"Deși HeH + are o importanță limitată pe Pământ astăzi, chimia universului a început cu acest ion", a scris echipa în noul studiu. "Detectarea fără ambiguitate raportată aici aduce o căutare de zeci de ani într-un final fericit în cele din urmă"
Prima moleculă din univers
HeH + este cel mai puternic acid cunoscut de pe Pământ și a fost sintetizat pentru prima dată într-un laborator în 1925. Pentru că este format din hidrogen și heliu - cele mai abundente două elemente din univers și primul care a ieșit din reactorul nuclear al Big Bang 13,8 miliarde ani în urmă - oamenii de știință au prezis de mult că molecula a fost prima care s-a format atunci când universul de răcire a permis protonilor, neutronilor și electronilor să existe unul lângă altul în atomi.
Oamenii de știință nu pot să deruleze universul pentru a vâna această moleculă în care s-a născut, dar o pot căuta în anumite părți ale universului modern care replică cel mai bine acele condiții superhot, superdense - în tinerele nebuloase de gaz și plasmă care explodează. a stelelor pe moarte.
Aceste așa-numite nebuloase planetare se formează atunci când stelele asemănătoare soarelui ajung la sfârșitul vieții, își alungă învelișurile exterioare și se prefăcură în pitici albe pentru a se răci încet în bile de cristal. Pe măsură ce acele stele moare se răcesc, ele încă radiază suficientă căldură pentru a dezbrăca atomii de hidrogen din apropierea electronilor lor, transformând atomii în protonii goi care sunt necesari pentru formarea HeH +.
Detectarea HeH + în chiar și cele mai apropiate nebuloase planetare de Pământ este dificilă, deoarece strălucește o lungime de undă în infraroșu, care este ușor obscurită de atmosfera propriei planete. În noul studiu, cercetătorii au înconjurat acea ceață atmosferică folosind un telescop de înaltă tehnologie montat pe o aeronavă în mișcare numită SOFIA (Observatorul Stratosferic pentru Astronomie Infraroșu).
Pe parcursul a trei zboruri în 2016, echipa a antrenat telescopul SOFIA pe o nebuloasă planetară numită NGC 7027, la aproximativ 3.000 de ani lumină de pe Pământ. Steaua centrală a nebuloasei este una dintre cele mai tari cunoscute de pe cer, au scris cercetătorii și se estimează că și-a vărsat plicul exterior doar cu aproximativ 600 de ani în urmă. Deoarece nebuloasa din jur este atât de fierbinte, tânără și compactă, este un loc ideal pentru vânarea lungimilor de undă HeH +. Potrivit cercetătorilor, tocmai acolo le-a găsit SOFIA.
"Descoperirea HeH + este o demonstrație dramatică și frumoasă a tendinței naturii de a forma molecule", a declarat coautorul studiului David Neufeld, profesor la Universitatea Johns Hopkins din Baltimore. "În ciuda ingredientelor nepromisătoare disponibile, se formează un amestec de hidrogen cu heliul de gaz nobil nereactiv și un mediu dur la mii de grade Celsius, se formează o moleculă fragilă."
