Aproximadamente diez segundos después del Big Bang, el universo relativamente pequeño pero en rápida expansión consistía en núcleos atómicos, electrones y fotones, todos flotando libremente en un plasma sobrecalentado. Finalmente, las cosas se enfriaron lo suficiente como para que estas partículas formaran átomos estables, y el universo se llenó principalmente de hidrógeno y helio. Unos 100.000 años después de la historia del universo, los átomos finalmente se combinaron para formar las primeras moléculas: átomos de helio neutros combinados con átomos de hidrógeno cargados positivamente para formar la molécula de hidruro de helio.
Durante mucho tiempo se pensó que el hidruro de helio era el comienzo de una larga cadena de química que finalmente condujo a todas las diversas moléculas del universo, y por primera vez, los científicos han descubierto las moléculas en el espacio. Los astrónomos que utilizan el Observatorio Estratosférico de la NASA para Astronomía Infrarroja (SOFIA), un telescopio infrarrojo montado en un Boeing 747, descubrieron el hidruro de helio moderno en una nebulosa planetaria en nuestra propia galaxia, como se detalla en un estudio publicado esta semana en Nature .
"Aunque HeH + [hidruro de helio] es de importancia limitada en la Tierra hoy, la química del universo comenzó con este ion", escriben los autores en el estudio. “La falta de evidencia definitiva de su existencia en el espacio interestelar ha sido un dilema para la astronomía. La detección inequívoca reportada aquí trae una búsqueda de décadas a un final feliz por fin ".
SOFIA tomó tres vuelos en mayo de 2016, subiendo hasta 45, 000 pies, para observar la nebulosa planetaria NGC 7027, informa Maria Temming para Science News . Situada a unos 3.000 años luz de distancia, la nebulosa planetaria es una nube de gas en expansión que rodea una estrella que alguna vez fue similar al sol pero que ha expulsado la mayor parte de su material, dejando un remanente estelar llamado enana blanca. Dentro del gas caliente de la nebulosa, SOFIA pudo elegir la firma del hidruro de helio en luz infrarroja.
Sobre una capa de nieve que cubre las montañas del sur de Sierra Nevada de California, el Observatorio Estratosférico de la NASA para Astronomía Infrarroja (SOFIA) vuela con la puerta deslizante sobre la cavidad de su telescopio completamente abierta. (NASA / Jim Ross) "Esta molécula estaba al acecho, pero necesitábamos los instrumentos correctos para hacer observaciones en la posición correcta, y SOFIA pudo hacerlo perfectamente", dice Harold Yorke, director del Centro de Ciencias SOFIA en California, en un comunicado de la NASA.
El hidruro de helio no es una molécula particularmente estable, pero los científicos pudieron crear el ion cargado positivamente en el laboratorio en 1925, informa Bill Andrews para Discover . Los astrónomos han esperado encontrar la molécula en una nebulosa durante décadas, y en la década de 1970, las observaciones de NGC 7027 sugirieron que podría tener las condiciones adecuadas (alto calor y grandes cantidades de radiación ultravioleta) para que se forme hidruro de helio.
Más recientemente, una actualización de uno de los instrumentos de SOFIA, el Receptor alemán en Terahertz Frequencies (GREAT), permitió que el telescopio en el aire buscara la longitud de onda de la luz emitida por los iones de hidruro de helio. El instrumento funciona como un receptor de radio, según la declaración de la NASA, y los operadores de telescopios pueden sintonizar la frecuencia correcta para buscar moléculas específicas.
El hidruro de helio observado por SOFIA se formó en NGC 7027, mucho después de que se crearon las primeras moléculas hace más de 13 mil millones de años. Pero el autor principal del nuevo estudio, Rolf Güsten, del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Alemania, y su equipo planean usar el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile para buscar el hidruro de helio que se creó poco después. el Big Bang. Si tienen éxito, la humanidad habrá mirado atrás en el tiempo miles de millones de años y habrá visto algunos de los primeros bloques de construcción de todo lo que estaba por venir.
