Cirka ti sekunder efter big bang bestod det relativt lille, men hurtigt ekspanderende univers af atomkerner, elektroner og fotoner, som alle flydede frit i et overophedet plasma. Til sidst afkølet ting nok til, at disse partikler kunne danne stabile atomer, og universet blev fyldt med for det meste brint og helium. Cirka 100.000 år ind i universets historie blev atomerne endelig kombineret til dannelse af de første molekyler - neutrale heliumatomer kombineret med positivt ladede brintatomer til dannelse af molekylet heliumhydrid.
Heliumhydrid har længe været antaget at være begyndelsen på en lang kæde med kemi, der i sidste ende førte til alle universets forskellige molekyler, og for første gang har forskere opdaget molekylerne i rummet. Astronomer, der brugte NASAs stratosfæriske observatorium for infrarød astronomi (SOFIA), et infrarødt teleskop monteret på en Boeing 747, opdagede moderne heliumhydrid i en planetarisk tåge i vores egen galakse, som detaljeret i en undersøgelse offentliggjort denne uge i Nature .
”Selvom HeH + [heliumhydrid] er af begrænset betydning på Jorden i dag, begyndte universets kemi med denne ion, ” skriver forfatterne i studien. ”Manglen på endelig bevis for dens eksistens i det interstellare rum har været et dilemma for astronomi. Den entydige detektion, der er rapporteret her, bringer en årtiers lang søgning til et lykkeligt slut til sidst. ”
SOFIA tog tre flyvninger i maj 2016 og klatrede op til 45.000 fod for at observere den planetariske tåge NGC 7027, rapporterer Maria Temming til Science News . Den planetariske tåge, der er placeret omkring 3.000 lysår væk, er en ekspanderende sky af gas, der omgiver en stjerne, der engang lignede solen, men som har kastet det meste ud af sit materiale ud og efterladt en stjernelig rest kaldet en hvid dværg. Inden i den varme gas i nebulaen var SOFIA i stand til at udvælge signaturen af heliumhydrid i infrarødt lys.
Over et tæppe af sne, der dækker Californiens sydlige Sierra Nevada-bjerge, flyver NASAs stratosfæriske observatorium for infrarød astronomi (SOFIA) med skydedøren over dens teleskophulrum helt åben. (NASA / Jim Ross) ”Dette molekyle lurede derude, men vi havde brug for de rigtige instrumenter, der gjorde observationer i den rigtige position - og SOFIA var i stand til at gøre det perfekt, ” siger Harold Yorke, direktør for SOFIA Science Center i Californien, i en erklæring fra NASA.
Heliumhydrid er ikke et særlig stabilt molekyle, men forskere var i stand til at skabe den positivt ladede ion i laboratoriet i 1925, rapporterer Bill Andrews til Discover . Astronomer har håbet på at finde molekylet i en tåge i årtier, og i 1970'erne antydede observationer af NGC 7027, at det kunne have de rigtige betingelser - høj varme og store mængder ultraviolet stråling - for at danne heliumhydrid.
For nylig har en opgradering til et af SOFIAs instrumenter, den tyske modtager ved Terahertz Frequency (GREAT), tilladt det luftbårne teleskop at søge efter bølgelængden af lys udsendt af heliumhydridioner. Instrumentet fungerer som en radiomodtager ifølge NASA-erklæringen, og teleskopoperatører kan indstille til den rigtige frekvens for at søge efter specifikke molekyler.
Heliumhydridet, der blev observeret af SOFIA, blev dannet i NGC 7027, længe efter at de første molekyler blev skabt for mere end 13 milliarder år siden. Men hovedforfatteren af den nye undersøgelse, Rolf Güsten fra Max Planck Institute for Radio Astronomy i Tyskland, og hans team planlægger at bruge Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) i Chile til at søge efter heliumhydrid, der blev oprettet kort efter det store brag. Hvis de har succes, vil menneskeheden have kigget tilbage i tiden milliarder af år og set nogle af de første byggesten til alt, hvad der skulle komme.
