Paarsada tuhat aastat pärast Suurt Pauku jahtus meie universumi kuum noor noor supp piisavalt, et elu väikseimad ehitusplokid saaks aatomiteks esimest korda ühendada. Ühel palsamil, 6700 kraadi Fahrenheiti päeval (3700 kraadi Celsiuse järgi), heleumi aatom paiskus ühele prootonile - tegelikult positiivselt laetud vesinikuioonile - ja moodustus universumi kõige esimene molekul: heeliumhüdriid ehk HeH +.
Teadlased on selle ürgmolekuli laboris valmistatud versioone uurinud ligi sajandi vältel, kuid nad pole sellest tänapäevases universumis kunagi veel jälgi leidnud - seni. Täna (17. aprillil) ajakirjas Nature avaldatud uues uuringus teavad astronoomid, et nad kasutavad õhuteleskoopi, et tuvastada HeH + suitsu gaasipilves umbes 3000 valgusaasta kaugusel surnud tähe ümber.
Teadlaste sõnul näitab see avastus, mille valmistamine on olnud rohkem kui 13 miljardit aastat, veenvalt, et HeH + moodustub looduslikult tingimustes, mis on sarnased varases universumis.
"Kuigi HeH + on tänapäeval Maal piiratud tähendusega, algas universumi keemia just sellest ioonist," kirjutas meeskond uues uuringus. "Siin teatatud ühemõtteline tuvastamine viib aastakümnetepikkuse otsingu lõpuks õnneliku lõpuni."
Esimene molekul universumis
HeH + on tugevaim teadaolev hape Maal ja seda sünteesiti esmakordselt laboris 1925. Kuna see on valmistatud vesinikust ja heeliumist - kahest kõige rikkalikumast elemendist universumis ja esimestena, mis väljus Suure Paugu tuumareaktorist, 13,8 miljardit aastaid tagasi - teadlased on juba pikka aega ennustanud, et molekul moodustas kõigepealt molekuli, kui jahutav universum võimaldas prootonitel, neutronitel ja elektronidel eksisteerida aatomites kõrvuti.
Teadlased ei saa universumit tagasi kerida, et jahtida sellele noorele molekulile, kus ta sündis, kuid nad saavad seda otsida moodsa universumi osadest, mis vastavad kõige paremini nendele ülivõimsatele, ülitihedatele tingimustele - plahvatava gaasi ja plasma noortes udukogudes. surevatest tähtedest.
Need niinimetatud planetaarsed udukogud moodustuvad, kui päikesesarnased tähed elu lõpuni jõuavad, lõhkavad ära oma väliskesta ja kärbuvad valgeteks kääbusteks, et jahtuda aeglaselt kristallkuulideks. Kui surevad tähed jahtuvad, kiirgavad nad ikkagi piisavalt soojust, et oma elektronide läheduses olevad vesinikuaatomid eraldada, muutes aatomid paljadeks prootoniteks, mis on vajalikud HeH + moodustamiseks.
HeH + tuvastamine isegi Maale kõige lähemal asuvatel planetaarmudadel on keeruline, sest see helendab infrapuna lainepikkusel, mida meie enda planeedi atmosfäär hõlpsalt varjab. Uues uuringus said teadlased selle atmosfääri hämaruse ümber, kasutades liikuvale õhusõidukile paigaldatud kõrgtehnoloogilist teleskoopi nimega SOFIA (infrapuna-astronoomia stratosfääri vaatluskeskus).
Kolme lennu jooksul 2016. aastal koolitas meeskond SOFIA teleskoobi maapealsest umbes 3000 valgusaasta kaugusel olevast planeedisisust NGC 7027. Udu keskne täht on üks kuumimaid taevast teada, kirjutasid teadlased ja tema hinnangul on selle välisümbris vajunud alles umbes 600 aastat tagasi. Kuna ümbritsev udukogu on nii kuum, noor ja kompaktne, on see ideaalne koht HeH + lainepikkuste küttimiseks. Teadlaste sõnul leidis SOFIA just need.
"HeH + avastus on dramaatiline ja ilus näide looduse kalduvusest moodustada molekule," ütles uuringu kaasautor, Baltimore'is asuva Johns Hopkinsi ülikooli professor David Neufeld oma avalduses. "Vaatamata saadaolevatele pretensioonimatutele koostisosadele moodustub vesiniku segu reageerimata väärisgaasi heeliumiga ja karm keskkond tuhandetes Celsiuse kraadides, habras molekul."
