Několik set tisíc let po Velkém třesku se horká mladá polévka našeho vesmíru dostatečně ochladila na to, aby se nejmenší stavební bloky života poprvé spojily do atomů. Jeden balzámový den, 6 700 stupňů Fahrenheita (3 700 stupňů Celsia), atom helia glomoval na jediný proton - vlastně pozitivně nabitý vodíkový ion - a vytvořila se první molekula vesmíru: hydrid helia nebo HeH +.
Vědci studovali laboratorní verze této prapůvodní molekuly téměř století, ale nikdy ji nenašli v našem moderním vesmíru - dosud. V nové studii zveřejněné dnes (17. dubna) v časopise Nature, astronomové informují o použití leteckého dalekohledu k detekci HeH + doutnajícího v oblaku plynu kolem umírající hvězdy vzdálené asi 3 000 světelných let.
Podle vědců tento objev, který byl ve výrobě více než 13 miliard let, přesvědčivě ukazuje, že HeH + je tvořen přirozeně v podmínkách podobných těm, které byly nalezeny v časném vesmíru.
„Ačkoli HeH + má dnes na Zemi omezený význam, chemie vesmíru začala tímto iontem,“ napsal tým v nové studii. "Jednoznačné odhalení, které je zde nahlášeno, přináší konečně šťastné zakončení desetiletého hledání."
První molekula ve vesmíru
HeH + je nejsilnější známá kyselina na Zemi a byla poprvé syntetizována v laboratoři v roce 1925. Protože je vyrobena z vodíku a hélia - dva nejhojnější prvky ve vesmíru a první, které vyšly z jaderného reaktoru Velkého třesku 13,8 miliardy před lety - vědci dlouho předpovídali, že molekula byla první, která se vytvořila, když chladící vesmír umožnil existenci protonů, neutronů a elektronů existovat vedle sebe v atomech.
Vědci nemohou převinout vesmír hledat tuto rodící se molekulu, kde se narodila, ale mohou ji hledat v částech moderního vesmíru, které nejlépe kopírují ty superhotové a superdenzní podmínky - v mladé mlhovině plynu a plazmy, která vybuchne umírajících hvězd.
Tyto takzvané planetární mlhoviny se tvoří, když slunce podobné hvězdy dosáhnou konce svého života, vystřelí své vnější skořápky a scvrknou se na bílé trpaslíky, aby se pomalu ochladili na křišťálové koule. Jak se tyto umírající hvězdy ochladzují, stále ještě vyzařují dostatek tepla, aby stripovaly blízké atomy vodíku svých elektronů a přeměňovaly atomy na holé protony, které jsou potřebné pro vytvoření HeH +.
Detekce HeH + v nejbližších planetárních mlhovinách na Zemi je složitá, protože září infračervenou vlnovou délkou, kterou snadno zakrývá atmosféra naší planety. V nové studii vědci obešli atmosférický zákal pomocí high-tech dalekohledu namontovaného na pohybujícím se letadle s názvem SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy).
Během tří let v roce 2016 tým vyškolil dalekohled SOFIA na planetární mlhovině NGC 7027, asi 3 000 světelných let od Země. Vědci psali, že centrální mlhovina je jednou z nejžhavějších známých na obloze a odhaduje se, že její vnější obálku odhodila teprve před 600 lety. Protože okolní mlhovina je tak horká, mladá a kompaktní, je ideálním místem pro lov vlnových délek HeH +. Podle vědců je to přesně tam, kde je SOFIA našla.
„Objev HeH + je dramatická a krásná demonstrace přirozené tendence tvořit molekuly,“ uvedl ve svém sdělení spoluautor studie David Neufeld, profesor na Johns Hopkins University v Baltimoru. "Navzdory nekompromisním dostupným složkám se vytvoří křehká molekula směs vodíku s nereaktivní heliem vzácného plynu a drsné prostředí při tisících stupňů Celsia."
