Niekoľko stotisíc rokov po Veľkom tresku sa horúca mladá polievka nášho vesmíru dostatočne ochladila na to, aby sa najmenšie stavebné kamene života prvýkrát spojili do atómov. Jeden balzámový deň, 6 700 stupňov Fahrenheita (3 700 stupňov Celzia), atóm hélia glomizovaný na jediný protón - vlastne pozitívne nabitý vodíkový ión - a vytvorila sa prvá molekula vesmíru: hydrid hélia alebo HeH +.
Vedci študovali laboratórne verzie tejto prapôvodnej molekuly takmer sto rokov, ale nikdy v nej nenašli jej stopy v našom modernom vesmíre - doteraz. V novej štúdii uverejnenej dnes (17. apríla) v časopise Nature, astronómovia informujú o použití vzdušného ďalekohľadu na detekciu HeH + tlejúceho sa v oblaku plynu okolo umierajúcej hviezdy vzdialenej asi 3 000 svetelných rokov.
Podľa vedcov tento objav, ktorý vznikol už vyše 13 miliárd rokov, presvedčivo ukazuje, že HeH + sa vytvára prirodzene v podmienkach podobných tým, ktoré sa našli v ranom vesmíre.
„Hoci HeH + má dnes na Zemi obmedzený význam, chémia vesmíru začala týmto iónom,“ napísal tím v novej štúdii. „Jednoznačné odhalenie, ktoré sa tu uvádza, prináša konečne šťastné zakončenie desaťročného hľadania.“
Prvá molekula vo vesmíre
HeH + je najsilnejšia známa kyselina na Zemi a bola prvýkrát syntetizovaná v laboratóriu v roku 1925. Pretože je vyrobená z vodíka a hélia - dva najhojnejšie prvky vo vesmíre a prvý, ktorý vyšiel z jadrového reaktora Veľkého tresku 13,8 miliárd Pred rokmi vedci predpovedali, že molekula bola prvá, ktorá sa vytvorila, keď chladiaci vesmír umožnil existenciu protónov, neutrónov a elektrónov vedľa seba v atómoch.
Vedci nedokážu previnúť vesmír, aby hľadali túto rodiacu sa molekulu, v ktorej sa narodili, ale môžu ju hľadať v častiach moderného vesmíru, ktoré najlepšie kopírujú tieto superhotové a superdenzívne podmienky - v mladých hmlovinách plynu a plazmy, ktoré vybuchujú zomierajúcich hviezd.
Tieto takzvané planétové hmloviny sa tvoria, keď slnkom podobné hviezdy dosiahnu koniec svojho života, odpália svoje vonkajšie škrupiny a scvrknú sa na biele trpaslíky, aby pomaly ochladili na krištáľové gule. Keď tí, čo zomierajú, sa ochladzujú, stále vyžarujú dostatok tepla na to, aby odstránili blízke atómy vodíka svojich elektrónov, čím zmenili atómy na holé protóny, ktoré sú potrebné na vytvorenie HeH +.
Detekcia HeH + aj v najbližších planétových hmlovinách na Zemi je zložitá, pretože žiari na infračervenej vlnovej dĺžke, ktorú ľahko zakrýva atmosféra našej planéty. V novej štúdii vedci obchádzali atmosféru atmosféry pomocou high-tech teleskopu namontovaného na pohybujúcom sa lietadle s názvom SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy).
V priebehu troch letov v roku 2016 tím vyškolil ďalekohľad SOFIA na planétovej hmlovine NGC 7027, vzdialenej asi 3 000 svetelných rokov od Zeme. Vedci napísali, že centrálna hviezda hmloviny je jednou z najhorúcejších na svete známej oblohy. Odhaduje sa, že vonkajšiu obálku preliala až asi pred 600 rokmi. Pretože okolitá hmlovina je taká horúca, mladá a kompaktná, je to ideálne miesto na lov vlnových dĺžok HeH +. Podľa vedcov ich práve našla SOFIA.
„Objav HeH + je dramatická a krásna ukážka tendencie prírody tvoriť molekuly,“ uviedol vo vyhlásení spoluautor štúdie David Neufeld, profesor Univerzity Johnsa Hopkinsa v Baltimore. „Napriek nekompromisným prísadám, ktoré sú k dispozícii, sa vytvorí krehká molekula zmesi vodíka s nereaktívnym hélium vzácnych plynov a drsného prostredia pri tisícoch stupňov Celzia.“
