Εντοπίστηκε το πρώτο μόριο που δημιουργήθηκε στο σύμπαν

Το υδρίδιο του ηλίου ( HeH+) ήταν το πρώτο μόριο που σχηματίστηκε όταν, πριν από περίπου 14 δισεκατομμύρια χρόνια, η πτώση των θερμοκρασιών στο νεαρό ακόμα σύμπαν, επέτρεψε τον ανασυνδυασμό των ελαφρών στοιχείων που είχαν παραχθεί στο Big Bang. Τότε, άτομα ιονισμένου υδρογόνου και ουδέτερου ηλίου αντέδρασαν, σχηματίζοντας το HeH+.
Παρά τη σημασία του ως προς την πρώιμη ιστορία του σύμπαντος, το μόριο αυτό μέχρι τώρα δεν είχε εντοπιστεί σε νεφελώματα. Ωστόσο, χάρη στο όργανο GREAT στο ιπτάμενο αστεροσκοπείο SOFIA, μια διεθνής ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής τον Ρολφ Γκιούστεν του MPIfR (Max-Planck-Institut für Radioastronomie) στη Βόννη της Γερμανίας, ανακοίνωσε τον εντοπισμού του μορίου προς την κατεύθυνση του νεφελώματος NGC 7027, με τα αποτελέσματα της έρευνας να παρουσιάζονται στο Nature.

Κατά την πρώιμη περίοδο του σύμπαντος, όταν η θερμοκρασία στο νεαρό σύμπαν είχε πέσει κάτω από τους -4000 βαθμούς Κέλβιν (-4273,15 βαθμούς Κελσίου), τα ιόντα των ελαφρών στοιχείων (υδρογόνο, ήλιο, δευτέριο, ίχνη λιθίου) ανασυνδυάστηκαν, με το ήλιο να συνδυάζεται πρώτο με ελεύθερα ηλεκτρόνια σχηματίζοντας το πρώτο ουδέτερο άτομο. Τότε το υδρογόνο ήταν ακόμα ιονισμένο, παρών στη μορφή πρωτονίων, και άτομα ηλίου συνδυάστηκαν με αυτά τα πρωτόνια σχηματίζοντας το υδρίδιο του ηλίου, στον πρώτο μοριακό δεσμό του σύμπαντος. Καθώς οι συνδυασμοί προχωρούσαν, αντέδρασε με το τότε ουδέτερο υδρογόνο και δημιούργησε μια πρώτη οδό προς τη σύνθεση μοριακού υδρογόνου, σηματοδοτώντας την αρχή του σύγχρονου σύμπαντος.


WILLIAM B. LATTER (SIRTF SCIENCE CENTER/CALTECH)
 
Ωστόσο, παρά τη σημασία του, το μόριο του HeH+ δεν είχε εντοπιστεί στο διάστημα. Στα τέλη της δεκαετίας του 1970, αστροχημικά μοντέλα παρουσίασαν την υπόθεση της πιθανής παρουσίας του σε εντοπίσιμες ποσότητες σε «τοπικά» αστροφυσικά νεφελώματα, και την πιο εύκολη παρατήρησή του σε αποκαλούμενα πλανητικά νεφελώματα, έχοντας εκτιναχθεί από άστρα στα τελευταία στάδια της ζωής τους.

Το μόριο θα εκπέμπει το ισχυρότερο «σήμα» του σε μήκος κύματος 0,149 χιλιοστών (συχνότητα 2,01 terahertz). Ωστόσο, η ατμόσφαιρα της Γης δυσκολεύει τα πράγματα για επίγεια αστεροσκοπεία, οπότε αυτού του είδους οι έρευνες πρέπει να γίνονται από το διάστημα ή από ιπτάμενα αστεροσκοπεία όπως το SOFIA, που είναι ένα τροποποιημένο Boeing 747 εξοπλισμένο με προηγμένο τηλεσκόπιο. «Με την πρόσφατη πρόοδο στις τεχνολογίες terahertz, πλέον ήταν δυνατόν να πραγματοποιήσουμε φασματοσκόπηση υψηλής ανάλυσης στο απαιτούμενο μήκος κύματος» είπε ο Ρολφ Γκιούστεν- με την ομάδα να ανακοινώνει «πέρα από κάθε αμφιβολία» τον εντοπισμό του μορίου στην περιοχή του πλανητικού νεφελώματος NGC 7027.

«Η ανακάλυψή του είναι μια δραματική και όμορφη επίδειξη της τάσης της φύσης να σχηματίζει μόρια» είπε ο Ντέιβιντ Νόιφελντ, του Johns Hopkins University, ένας εκ των συντελεστών της έρευνας. «Παρά τα “δύσκολα” συστατικά που είναι διαθέσιμα, ένα μείγμα υδρογόνου με το ευγενές αέριο ήλιο, και ένα σκληρό περιβάλλον σε χιλιάδες βαθμούς Κελσίου, σχηματίζεται ένα εύθραυστο μόριο. Είναι αξιοσημείωτο πως αυτό το φαινόμενο μπορεί να παρατηρηθεί όχι μόνο από αστρονόμους, αλλά και να κατανοηθεί μέσω θεωρητικών μοντέλων που έχουμε αναπτύξει».

via