Nekoliko stotina tisuća godina nakon Velikog praska, vruća, mlada juha našeg svemira ohladila se dovoljno da se i prvi građevni blokovi života prvi put kombiniraju u atome. Jedan balzamični, 7.700 stupnjeva-Farenheitova dana (3.700 stupnjeva Celzija), helijev atom zasut je jednim protonom - zapravo pozitivno nabijenim vodikovim ionom - i nastala je prva molekula svemira: helijev hidrid, ili HeH +.
Znanstvenici su gotovo stoljeće proučavali laboratorijske verzije ove prvobitne molekule, ali nikada nisu pronašli tragove od nje u našem modernom svemiru - do sada. U novoj studiji objavljenoj danas (17. travnja) u časopisu Nature, astronomi izvještavaju o njihovoj upotrebi zrakoplovnog teleskopa za otkrivanje taljenja HeH + u oblaku plina oko zvijezde koja umire oko 3000 svjetlosnih godina.
Prema istraživačima, ovo otkriće, koje je nastajalo više od 13 milijardi godina, nepobitno pokazuje da se HeH + prirodno formira u uvjetima sličnim onima u ranom svemiru.
"Iako je HeH + danas na Zemlji ograničenog značaja, kemija svemira je započela s tim ionom", napisao je tim u novoj studiji. "Jednoznačno otkrivanje ovdje prijavljeno donosi na kraju desetljećima trajno sretan kraj."
Prva molekula u svemiru
HeH + je najjača poznata kiselina na Zemlji, a prvi je sintetiziran u laboratoriju 1925. Budući da je napravljen od vodika i helija - dva najobilnija elementa u svemiru i prvi koji je nastao iz nuklearnog reaktora Velikog praska 13,8 milijardi Prije mnogo godina - znanstvenici su dugo predviđali da se molekul prvi formirao kada je svemir za hlađenje dopustio protonima, neutronima i elektronima da postoje jedni pored drugih u atomima.
Znanstvenici ne mogu preusmjeriti svemir da bi lovili ovu mladu molekulu tamo gdje se rodio, ali mogu je potražiti u dijelovima modernog svemira koji najbolje repliciraju te superhotne, prenapučene uvjete - u mladim maglicama plina i plazme koji eksplodiraju umirućih zvijezda.
Ove takozvane planetarne maglice nastaju kada zvijezde nalik suncu stignu do kraja svog života, ispuhuju svoje vanjske školjke i strše u bijele patuljke da se polako ohlade u kristalne kuglice. Dok se one zvijezde koje umiru ohlade, one i dalje zrače dovoljno topline da odstrane obližnje vodikove atome svojih elektrona, pretvarajući atome u gole protone koji su potrebni za stvaranje HeH +.
Otkrivanje HeH + u čak najbližoj planetarnoj maglici Zemlji je naporno jer svijetli infracrvenom valnom duljinom koju lako zatamnjuje atmosfera našeg vlastitog planeta. U novoj studiji, istraživači su zaobišli atmosfersku maglu koristeći visokotehnološki teleskop postavljen na pokretni zrakoplov zvan SOFIA (Stratosferski opservatorij za infracrvenu astronomiju).
Tijekom tri leta 2016. tim je trenirao teleskop SOFIA na planetarnoj maglici NGC 7027, udaljenoj oko 3000 svjetlosnih godina od Zemlje. Središnja zvijezda maglice jedna je od najtoplijih poznatih na nebu, napisali su istraživači, a procjenjuje se da je njezinu vanjsku omotnicu bacila prije otprilike 600 godina. Budući da je okolna maglica tako vruća, mlada i kompaktna, idealno je mjesto za lov HeH + valnih duljina. Prema istraživačima, upravo ih je tamo i pronašla SOFIA.
"Otkrivanje HeH + dramatičan je i lijep dokaz tendencije prirode da formira molekule", rekao je u izjavi koautor studije David Neufeld, profesor sa Sveučilišta Johns Hopkins u Baltimoreu. "Unatoč nedostupnim sastojcima koji su dostupni, mješavina vodika s nereaktivnim plemenitim helijem i oštrim okolišem na tisućama Celzijevih stupnjeva formira se krhka molekula."
