Cirka ti sekunder etter big bang besto det relativt lille, men raskt ekspanderende universet av atomkjerner, elektroner og fotoner som alle flyter fritt i et overopphetet plasma. Etter hvert ble ting avkjølt nok til at disse partiklene dannet stabile atomer, og universet var fylt med for det meste hydrogen og helium. Omtrent 100 000 år inn i universets historie, atomer endelig kombinert for å danne de første molekylene - nøytrale helium atomer kombinert med positivt ladede hydrogenatomer for å danne molekylet heliumhydrid.
Heliumhydrid har lenge vært antatt å være begynnelsen på en lang kjede kjemi som til slutt førte til alle de forskjellige molekylene i universet, og for første gang har forskere oppdaget molekylene i verdensrommet. Astronomer som bruker NASAs Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), et infrarødt teleskop montert på en Boeing 747, oppdaget moderne heliumhydrid i en planetarisk tåke i vår egen galakse, som detaljert i en studie publisert denne uken i Nature .
"Selv om HeH + [heliumhydrid] er av begrenset betydning på Jorden i dag, begynte kjemien i universet med dette ionet, " skriver forfatterne i studien. "Mangelen på endelig bevis for at den eksisterer i det interstellare rom har vært et dilemma for astronomi. Den utvetydige deteksjonen som er rapportert her bringer et tiår langt søk til en lykkelig slutt endelig. ”
SOFIA tok tre fly i mai 2016, klatret så høyt som 45 000 fot, for å observere den planetariske tåken NGC 7027, melder Maria Temming for Science News . Plassert nebula, som ligger omtrent 3000 lysår unna, er en ekspanderende sky av gass som omgir en stjerne som en gang var lik solen, men som har kastet ut mesteparten av sitt materiale, og etterlot seg en stjernelig rest som kalles en hvit dverg. Innenfor den varme gassen til tåken kunne SOFIA plukke ut signaturen til heliumhydrid i infrarødt lys.
Over et snøteppe som dekker Californias sørlige Sierra Nevada-fjell, flyr NASAs stratosfæriske observatorium for infrarød astronomi (SOFIA) med skyvedøren over teleskophulen helt åpen. (NASA / Jim Ross) "Dette molekylet lurte der ute, men vi trengte de rette instrumentene for å gjøre observasjoner i riktig posisjon - og SOFIA var i stand til å gjøre det perfekt, " sier Harold Yorke, direktør for SOFIA Science Center i California, i en uttalelse fra NASA.
Heliumhydrid er ikke et spesielt stabilt molekyl, men forskere klarte å skape det positivt ladede ionet i laboratoriet i 1925, rapporterer Bill Andrews for Discover . Astronomer har håpet å finne molekylet i en tåke i flere tiår, og på 1970-tallet antydet observasjoner av NGC 7027 at det kan ha de rette forholdene - høy varme og store mengder ultrafiolett stråling - for at det dannes heliumhydrid.
Nylig har en oppgradering til et av SOFIAs instrumenter, den tyske mottakeren ved Terahertz Frequency (GREAT), tillatt det luftbårne teleskopet å søke etter bølgelengden til lys som sendes ut av heliumhydridioner. Instrumentet fungerer som en radiomottaker, ifølge NASA-uttalelsen, og teleskopoperatører kan stille inn riktig frekvens for å søke etter spesifikke molekyler.
Heliumhydrid observert av SOFIA ble dannet i NGC 7027, lenge etter at de første molekylene ble opprettet for mer enn 13 milliarder år siden. Men hovedforfatteren av den nye studien, Rolf Güsten fra Max Planck Institute for Radio Astronomy i Tyskland, og teamet hans planlegger å bruke Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) i Chile for å søke etter heliumhydrid som ble opprettet like etter det store smellet. Hvis de lykkes, vil menneskeheten ha kikket tilbake i tid milliarder av år og sett noen av de første byggesteinene i alt som skulle komme.
