Nekaj sto tisoč let po velikem udaru se je vroča mlada juha našega vesolja dovolj ohladila, da so se najmanjši gradniki življenja prvič združili v atome. En balzamičen, 7,700 stopinj Farenhejtov dan (3.700 stopinj Celzija), helijev atom je blestel na enem protonu - pravzaprav pozitivno nabit vodikov ion - in nastala je prva molekula vesolja: helijev hidrid ali HeH +.
Znanstveniki že skoraj stoletje preučujejo laboratorijsko izdelane različice te prvotne molekule, vendar v njenem sodobnem vesolju še nikoli niso našli sledi - do zdaj. V novi študiji, objavljeni danes (17. aprila) v reviji Nature, astronomi poročajo o uporabi teleskopa v zraku za odkrivanje taljenja HeH + v oblaku plina okoli umirajoče zvezde, ki je oddaljena približno 3000 svetlobnih let.
Po ugotovitvah raziskovalcev to odkritje, ki je nastajalo že več kot 13 milijard let, dokončno kaže, da se HeH + oblikuje naravno v pogojih, podobnih tistim, ki jih najdemo v zgodnjem vesolju.
"Čeprav je HeH + danes na Zemlji omejenega pomena, se je s tem ionom začela kemija vesolja," je v novi raziskavi zapisala ekipa. "Tu nedvoumno odkritje, o katerem smo poročali, končno privede do desetletja iskanja do srečnega konca."
Prva molekula v vesolju
HeH + je najmočnejša znana kislina na Zemlji in je bila prvič sintetizirana v laboratoriju leta 1925. Ker je narejena iz vodika in helija - dva najpogostejša elementa v vesolju in prvi, ki sta nastala iz jedrskega reaktorja Velikega poka, 13,8 milijarde pred leti - znanstveniki že dolgo napovedujejo, da je bila molekula prva, ki se je oblikovala, ko je hladilno vesolje dovolilo, da v atomih obstajajo protoni, nevtroni in elektroni.
Znanstveniki ne morejo preusmeriti vesolja, da bi lovili to novo molekulo, kjer se je rodil, vendar jo lahko iščejo v delih sodobnega vesolja, ki najbolje posnemajo tiste superhotne, pretesne razmere - v mladih meglicah plina in plazme, ki eksplodirajo ven umirajočih zvezd.
Te tako imenovane planetarne meglice se oblikujejo, ko soncem podobne zvezde do konca življenja odpihnejo svoje zunanje lupine in se zarežejo v bele pritlikavke, da se počasi ohladijo v kristalne kroglice. Ko se tiste umirajoče zvezde ohladijo, še vedno sevajo dovolj toplote, da odstranijo bližnje vodikove atome svojih elektronov, pretvorijo atome v gole protone, ki so potrebni za tvorbo HeH +.
Zaznavanje HeH + v še najbližjih planetarnih meglicah Zemlje je težavno, saj žare v infrardeči valovni dolžini, ki jo zlahka zasenči atmosfera našega planeta. V novi študiji so raziskovalci obkrožali to atmosfersko meglico z uporabo visokotehnološkega teleskopa, nameščenega na gibljivem letalu, imenovanem SOFIA (Stratosferski observatorij za infrardečo astronomijo).
Med tremi leti leta 2016 je ekipa usposobila teleskop SOFIA na planetarni meglici NGC 7027, približno 3000 svetlobnih let od Zemlje. Osrednja zvezda meglice je ena najbolj vročih znanih na nebu, so zapisali raziskovalci, po ocenah pa je zunanjo ovojnico odvrgla šele pred približno 600 leti. Ker je okoliška meglica tako vroča, mlada in kompaktna, je idealno mesto za lov HeH + valovnih dolžin. Po mnenju raziskovalcev je prav tam našla SOFIA.
"Odkritje HeH + je dramatičen in lep dokaz nagnjenosti narave k tvorbi molekul," je v izjavi zapisal soavtor študije David Neufeld, profesor z univerze Johns Hopkins v Baltimoru. "Kljub neperspektivnim sestavinam, ki so na voljo, se mešanica vodika z nereaktivnim plemenitim helijem in surovim okoljem na tisoč stopinj Celzija tvori krhka molekula."
