Cuando el universo se formó durante el Big Bang hace 13,8 mil millones de años, las reacciones químicas posteriores formaron las primeras moléculas. Esas primeras moléculas fueron cruciales para ayudar a formar todo lo que sabemos, pero también están ausentes.
Y aunque el ion hidruro de helio (HeH+) se ha propuesto durante años como esa primera molécula, los científicos no pudieron encontrar ninguna evidencia de su existencia en el espacio, hasta ahora. Los hallazgos fueron publicados el miércoles en la revista Nature.
Después del Big Bang, el HeH+ se formó en un enlace molecular cuando los átomos de helio y los protones se combinaron. Más tarde, estos se romperían en moléculas de hidrógeno y átomos de helio. Ambos elementos son los dos más abundantes en todo el universo, siendo el hidrógeno el primero y el helio, el segundo.
Los científicos pudieron demostrar el ion molecular en un laboratorio en 1925 y estudiarlo, lo que provocó una búsqueda de décadas del HeH+ en el espacio.
“La química del universo comenzó con el HeH+. La falta de evidencia definitiva de su existencia en el espacio interestelar ha sido un dilema para la astronomía durante mucho tiempo”, dijo en un comunicado Rolf Güsten, autor del estudio y astrónomo del Instituto Max Planck para Radioastronomía.
Los modelos astroquímicos a finales de la década de 1970 apuntaban a una posibilidad detectable. Esto llevó a los científicos a creer que el HeH+ podría existir en la nebulosa planetaria caótica expulsada por estrellas como nuestro Sol durante la última etapa antes de explotar en una supernova.
El ion molecular se forma cuando la radiación de la estrella, que alcanza temperaturas de más de 100.000 grados, ioniza la nebulosa.
Pero detectar la señal de la molécula en su longitud de onda más fuerte ha sido difícil. La opacidad de la atmósfera de la Tierra descarta el uso de cualquier telescopio terrestre.
Entonces, los investigadores utilizaron SOFIA, el Observatorio Estratosférico para la Astronomía Infrarroja, un jet Boeing modificado que lleva un telescopio y que puede volar por encima de la atmósfera inferior.
Un espectrómetro de alta resolución llamado GREAT que viaja a bordo de SOFIA detectó la molécula en la nebulosa planetaria NGC 7027.
“El descubrimiento de HeH+ es una demostración dramática y hermosa tendencia de la naturaleza a formar moléculas”, dijo en un comunicado David Neufeld, coautor del estudio y profesor en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Johns Hopkins.
“A pesar de los ingredientes poco prometedores que están disponibles, una mezcla de hidrógeno con el gas no reactivo helio, y un ambiente hostil a miles de grados centígrados, se forma una molécula frágil. Notablemente, este fenómeno no solo puede ser observado por astrónomos, sino también puede ser comprendido al utilizar modelos teóricos que hemos desarrollado”.
