Około dziesięciu sekund po Wielkim Wybuchu stosunkowo niewielki, ale szybko rozszerzający się wszechświat składał się z jąder atomowych, elektronów i fotonów swobodnie unoszących się w przegrzanej plazmie. W końcu rzeczy wystarczająco ostygły, aby cząsteczki te mogły tworzyć stabilne atomy, a wszechświat został wypełniony głównie wodorem i helem. Około 100 000 lat w historii wszechświata atomy ostatecznie połączyły się, tworząc pierwsze cząsteczki - obojętne atomy helu w połączeniu z dodatnio naładowanymi atomami wodoru, tworząc cząsteczkę wodorek helu.
Wodorek helu od dawna uważany jest za początek długiego łańcucha chemii, który ostatecznie doprowadził do wszystkich różnorodnych cząsteczek wszechświata, i po raz pierwszy naukowcy zauważyli molekuły w przestrzeni. Astronomowie korzystający z NASA Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), teleskop na podczerwień zamontowany na Boeing 747, odkryli nowoczesny wodorek helu w mgławicy planetarnej w naszej własnej galaktyce, jak szczegółowo opisano w badaniu opublikowanym w tym tygodniu w Nature .
„Chociaż HeH + [wodorek helu] ma dziś na Ziemi ograniczone znaczenie, chemia wszechświata rozpoczęła się od tego jonu”, piszą autorzy badania. „Brak ostatecznych dowodów na jego istnienie w przestrzeni międzygwiezdnej stanowił dylemat dla astronomii. Zgłoszone tutaj jednoznaczne wykrycie przyniosło w końcu dziesięciolecia poszukiwań szczęśliwego zakończenia. ”
SOFIA odbyła trzy loty w maju 2016 roku, wspinając się na wysokość 45 000 stóp, aby obserwować mgławicę planetarną NGC 7027, informuje Maria Temming dla Science News . Mgławica planetarna, oddalona o około 3000 lat świetlnych, jest rozszerzającą się chmurą gazu otaczającą gwiazdę, która niegdyś była podobna do Słońca, ale wyrzuciła większość jej materii, pozostawiając po sobie gwiezdną pozostałość zwaną białym karłem. W gorącym gazie mgławicy SOFIA była w stanie wykryć sygnaturę wodorku helu w świetle podczerwonym.
Ponad kocem śniegu pokrywającym południowe góry Sierra Nevada w Kalifornii, NASA Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) lata z przesuwanymi drzwiami nad wnęką teleskopu całkowicie otwartą. (NASA / Jim Ross) „Cząsteczka tam czaiła się, ale potrzebowaliśmy odpowiednich instrumentów umożliwiających obserwacje we właściwej pozycji - a SOFIA była w stanie to zrobić doskonale”, mówi Harold Yorke, dyrektor SOFIA Science Center w Kalifornii, w oświadczeniu NASA.
Wodorek helu nie jest szczególnie stabilną cząsteczką, ale naukowcy byli w stanie stworzyć dodatnio naładowany jon w laboratorium w 1925 r., Informuje Bill Andrews for Discover . Astronomowie mieli nadzieję znaleźć cząsteczkę w mgławicy od dziesięcioleci, aw latach 70. obserwacje NGC 7027 sugerowały, że może ona mieć odpowiednie warunki - wysokie ciepło i duże ilości promieniowania ultrafioletowego - do powstania wodorku helu.
Niedawno aktualizacja jednego z instrumentów SOFIA, niemieckiego odbiornika o częstotliwościach terahercowych (WIELKA), pozwoliła teleskopowi powietrznemu na wyszukiwanie długości fali światła emitowanego przez jony wodorkowe helu. Instrument działa jak odbiornik radiowy, zgodnie z oświadczeniem NASA, a operatorzy teleskopów mogą dostroić się do właściwej częstotliwości w celu wyszukiwania określonych cząsteczek.
Wodorek helu obserwowany przez SOFIA powstał w NGC 7027, długo po tym, jak pierwsze cząsteczki powstały ponad 13 miliardów lat temu. Ale główny autor nowego badania, Rolf Güsten z Instytutu Radia Astronomii im. Maxa Plancka w Niemczech, i jego zespół planują użyć Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) w Chile do poszukiwania wodorku helu, który został stworzony wkrótce Big Bang. Jeśli im się powiedzie, ludzkość cofnie się w czasie miliardy lat i dostrzeże niektóre z pierwszych elementów wszystkiego, co miało nadejść.
