In het begin, meer dan 13 miljard jaar geleden, het universum was een ongedifferentieerde soep van drie eenvoudige, elementen met één atoom.

Sterren zouden pas over 100 miljoen jaar worden gevormd.

Maar binnen 100, 000 jaar van de oerknal, het allereerste molecuul ontstond, een onwaarschijnlijk huwelijk van helium en waterstof bekend als een heliumhydride-ion, of HeH ⁺ .

"Het was het begin van de chemie, " zei David Neufeld, een professor aan de John's Hopkins University en co-auteur van een onderzoek dat woensdag werd gepubliceerd en waarin wordt beschreven hoe wetenschappers - na een zoektocht van meerdere decennia - uiteindelijk het ongrijpbare molecuul in de ruimte hebben ontdekt.

"De vorming van HeH ⁺ was de eerste stap op een pad van toenemende complexiteit in het heelal, " even ingrijpende verschuiving als die van eencellig naar meercellig leven op aarde, zei hij tegen AFP.

Theoretische modellen hadden astrofysici al lang overtuigd dat HeH ⁺ kwam als eerste, gevolgd - in een precieze volgorde - door een parade van andere steeds complexere en zwaardere moleculen.

HeH ⁺ ook in het laboratorium onderzocht, al in 1925.

Maar gedetecteerde HeH ⁺ in zijn natuurlijke habitat was buiten hun bereik gebleven.

"Het ontbreken van definitief bewijs van zijn bestaan ​​in de interstellaire ruimte is lange tijd een dilemma geweest voor de astronomie, " zei hoofdauteur Rolf Gusten, een wetenschapper aan het Max Planck Instituut voor Radioastronomie in Bonn.

Onderzoekers wisten waar ze moesten zoeken.

Al in de jaren zeventig, modellen suggereerden dat HeH ⁺ zou in significante hoeveelheden aanwezig moeten zijn in de gloeiende gassen die worden uitgestoten door stervende zonachtige sterren, die omstandigheden creëerden die vergelijkbaar waren met die in het vroege heelal.

Een fragiel molecuul

Het probleem was dat de elektromagnetische golven die door het molecuul werden afgegeven, in een bereik waren - ver-infrarood - dat wordt onderdrukt door de atmosfeer van de aarde, en dus niet op te sporen vanaf de grond.

Dus hebben NASA en het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum hun krachten gebundeld om een ​​observatorium in de lucht te creëren met drie hoofdcomponenten:een enorme telescoop van 2,7 meter, een infraroodspectrometer, en een Boeing 747 - met een raamachtig vierkant weggesneden van de romp - groot genoeg om ze te dragen.

Vanaf een kruishoogte van bijna 14, 000 meter (45, 000 voet), het Stratosferische Observatorium voor Infraroodastronomie, of SOFIA, vermeed 85 procent van het atmosferische "geluid" van telescopen op de grond.

Gegevens van een reeks van drie vluchten in mei 2016 bevatten het moleculaire bewijs waar wetenschappers lang naar hadden gezocht, verweven in de planetaire nevel NGC 7027 ongeveer 3, 000 lichtjaren verwijderd.

"De ontdekking van HeH ⁺ is een dramatische en mooie demonstratie van de neiging van de natuur om moleculen te vormen, ' zei Neufeld.

In dit geval, het deed dit ondanks ongunstige omstandigheden.

Ook al daalde de temperatuur in het jonge heelal snel na de oerknal, ze waren nog steeds in de buurt van 4, 000 graden Celsius, een vijandige omgeving voor moleculaire binding.

Bovendien, helium - een "edel" gas - "heeft een zeer lage neiging tot vormmoleculen, ' legde Neufeld uit.

Zijn vereniging met geïoniseerde waterstof was fragiel, en duurde niet lang, vervangen door steeds robuustere en complexere moleculaire bindingen.

Zwaardere elementen zoals koolstof, zuurstof en stikstof - en de vele moleculen waaruit ze voortkwamen - werden nog later gevormd door de kernreacties die sterren aandrijven.

© 2019 AFP