Cerca de dez segundos após o big bang, o universo relativamente pequeno, mas em rápida expansão, consistia em núcleos atômicos, elétrons e fótons, todos flutuando livremente em um plasma superaquecido. Eventualmente as coisas esfriaram o suficiente para que essas partículas formassem átomos estáveis, e o universo estava cheio de hidrogênio e hélio. Cerca de 100.000 anos depois da história do universo, os átomos finalmente se combinaram para formar as primeiras moléculas - átomos de hélio neutros combinados com átomos de hidrogênio carregados positivamente para formar a molécula de hidreto de hélio.
Hidreto de hélio tem sido pensado para ser o início de uma longa cadeia de química que levou a todas as diversas moléculas do universo e, pela primeira vez, os cientistas detectaram as moléculas no espaço. Astrônomos usando o Observatório Estratosférico da NASA para a Astronomia Infravermelha (SOFIA), um telescópio infravermelho montado em um Boeing 747, descobriram o moderno hidreto de hélio em uma nebulosa planetária em nossa própria galáxia, como detalhado em um estudo publicado esta semana na Nature .
“Embora a HeH + [hidreto de hélio] seja de importância limitada na Terra hoje, a química do universo começou com esse íon”, escrevem os autores no estudo. “A falta de evidências definitivas de sua própria existência no espaço interestelar tem sido um dilema para a astronomia. A detecção inequívoca aqui relatada traz uma busca de décadas para um final feliz no passado. ”
A SOFIA realizou três vôos em maio de 2016, subindo até 45.000 pés, para observar a nebulosa planetária NGC 7027, relata Maria Temming para a Science News . Posicionada a cerca de 3.000 anos-luz de distância, a nebulosa planetária é uma nuvem de gás em expansão em torno de uma estrela que já foi semelhante ao sol, mas ejetou a maior parte de seu material, deixando para trás um remanescente estelar chamado anã branca. Dentro do gás quente da nebulosa, SOFIA foi capaz de escolher a assinatura do hidreto de hélio na luz infravermelha.
Sobre um manto de neve que cobre as montanhas do sul da Sierra Nevada, na Califórnia, o Observatório Estratosférico da NASA para a Astronomia Infravermelha (SOFIA) voa com a porta deslizante sobre a cavidade do telescópio totalmente aberta. (NASA / Jim Ross) "Esta molécula estava à espreita, mas precisávamos dos instrumentos certos para fazer as observações na posição certa - e a SOFIA conseguiu fazer isso perfeitamente", diz Harold Yorke, diretor do Centro de Ciências SOFIA, na Califórnia, em um comunicado da Nasa.
Hidreto de hélio não é uma molécula particularmente estável, mas os cientistas foram capazes de criar íons carregados positivamente no laboratório em 1925, relata Bill Andrews para a Discover . Os astrônomos esperavam encontrar a molécula em uma nebulosa por décadas, e na década de 1970, observações da NGC 7027 sugeriram que ela poderia ter as condições certas - calor elevado e grandes quantidades de radiação ultravioleta - para formar hidreto de hélio.
Mais recentemente, uma atualização para um dos instrumentos da SOFIA, o receptor alemão em Terahertz Frequencies (GREAT), permitiu que o telescópio aéreo pesquisasse o comprimento de onda da luz emitida pelos íons de hidreto de hélio. O instrumento funciona como um receptor de rádio, de acordo com a declaração da NASA, e os operadores de telescópio podem sintonizar a frequência correta para procurar moléculas específicas.
O hidreto de hélio observado por SOFIA foi formado em NGC 7027, muito depois de as primeiras moléculas terem sido criadas há mais de 13 bilhões de anos. Mas o principal autor do novo estudo, Rolf Güsten do Instituto Max Planck de Radioastronomia na Alemanha, e sua equipe planejam usar o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) no Chile para procurar por hidreto de hélio que foi criado logo após a grande explosão. Se forem bem-sucedidos, a humanidade terá espionado bilhões de anos e visto alguns dos primeiros blocos de construção de tudo que estava por vir.
