Примерно через десять секунд после большого взрыва относительно небольшая, но быстро расширяющаяся вселенная состояла из атомных ядер, электронов и фотонов, свободно плавающих в перегретой плазме. В конце концов вещи достаточно охладились, чтобы эти частицы образовали стабильные атомы, и вселенная была заполнена в основном водородом и гелием. Спустя примерно 100 000 лет в истории Вселенной, атомы, наконец, объединились, чтобы сформировать первые молекулы - нейтральные атомы гелия в сочетании с положительно заряженными атомами водорода, чтобы сформировать молекулу гидрида гелия.
Долгое время считалось, что гидрид гелия является началом длинной цепи химии, которая в конечном итоге привела ко всем разнообразным молекулам Вселенной, и впервые ученые обнаружили молекулы в космосе. Астрономы, использующие стратосферную обсерваторию для инфракрасной астрономии НАСА (SOFIA), инфракрасный телескоп, установленный на Boeing 747, обнаружили современный гидрид гелия в планетарной туманности в нашей собственной галактике, как подробно описано в исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Nature .
«Хотя HeH + [гидрид гелия] сегодня имеет ограниченное значение на Земле, химия Вселенной началась с этого иона», - пишут авторы в исследовании. «Отсутствие убедительных доказательств его существования в межзвездном пространстве стало дилеммой для астрономии. Однозначное обнаружение, о котором здесь сообщается, наконец-то привело к долгим поискам в счастливом конце ».
София выполнила три полета в мае 2016 года, поднявшись на высоту 45 000 футов, чтобы наблюдать планетарную туманность NGC 7027, сообщает Мария Темминг для Science News . Расположенная на расстоянии около 3000 световых лет, планетарная туманность представляет собой расширяющееся газовое облако, окружающее звезду, которая когда-то была похожа на Солнце, но выбрасывала большую часть своего материала, оставляя после себя звездный остаток, называемый белым карликом. В горячем газе туманности SOFIA смогла определить характер гидрида гелия в инфракрасном свете.
Над снежным покровом, покрывающим горы Калифорнии в южной части Сьерра-Невады, стратосферная обсерватория инфракрасной астрономии НАСА (SOFIA) летит, когда раздвижная дверь над полостью телескопа полностью открыта. (НАСА / Джим Росс) «Эта молекула скрывалась там, но нам нужны были правильные инструменты для проведения наблюдений в правильном положении - и SOFIA была в состоянии сделать это идеально», - говорит Гарольд Йорк, директор Научного центра SOFIA в Калифорнии, в заявлении НАСА.
Гидрид гелия не является особенно стабильной молекулой, но ученые смогли создать положительно заряженный ион в лаборатории в 1925 году, сообщает Билл Эндрюс для Discover . Астрономы надеялись найти молекулу в туманности на протяжении десятилетий, и в 1970-х годах наблюдения NGC 7027 показали, что он может иметь подходящие условия - высокую температуру и большое количество ультрафиолетового излучения - для образования гидрида гелия.
Совсем недавно модернизация одного из приборов SOFIA, немецкого приемника на частотах Терагерца (GREAT), позволила воздушному телескопу искать длину волны света, излучаемого ионами гидрида гелия. Согласно заявлению НАСА, прибор работает как радиоприемник, и операторы телескопа могут настраиваться на правильную частоту для поиска определенных молекул.
Наблюдаемый SOFIA гидрид гелия был создан в NGC 7027, задолго до того, как первые молекулы были созданы более 13 миллиардов лет назад. Но ведущий автор нового исследования, Рольф Гюстен из Института радиоастрономии им. Макса Планка в Германии, и его команда планируют использовать массив крупных миллиметров / субмиллиметров (ALMA) Atacama в Чили для поиска гидрида гелия, созданного вскоре после этого. большой взрыв. Если они добьются успеха, человечество заглянет в прошлое на миллиарды лет и обнаружит некоторые из первых строительных блоков всего, что должно было произойти.
