истории

Ученые увидели в космосе самую древнюю молекулу. Это открытие подтверждает теории о ранних этапах развития Вселенной

Источник: NASA

Астрофизики впервые зафиксировали в космическом пространстве гидрид гелия (HeH⁺) — первое молекулярное соединение, появившееся после Большого взрыва. Эта находка подтверждает принятые в современной науке теории о ранних этапах развития Вселенной. 

Сразу после Большого взрыва во Вселенной были только водород, гелий, а также следовые количества лития — из-за высокой температуры все они находились в состоянии плазмы. По мере быстрого расширения материи происходило ее охлаждение, что дало возможность для образования атомов и молекул. Первой из появившихся молекул и стал гидрид гелия — соединение нейтрального атома гелия и иона водорода. Он появился примерно 100 тысяч лет спустя после Большого взрыва, когда температура составляла около 4000 кельвинов. 

Гидрид гелия легко вступал в реакцию с любыми нейтральными молекулами или атомами — из-за этого через относительно короткое время этого вещества практически не осталось. Результатом его взаимодействия с атомами водорода стал молекулярный водород — основа для дальнейшего развития Вселенной.

В лабораторных условиях на Земле гидрид гелия был получен еще в 1925 году, но до сих пор ученым не удавалось получить подтверждение его существования в космосе. Спектральные линии гидрида гелия близки к спектральным линиям ряда молекул земной атмосферы, из-за чего его практически невозможно идентифицировать с Земли. В новом исследовании для сбора данных использовалась летающая обсерватория SOFIA — самолет Boeing 747SP с установленным на нем телескопом, который вел съемку с высоты 13 километров.

Молекула была обнаружена в планетарной туманности NGC 7027, находящейся на расстоянии трех тысяч световых лет от Земли в созвездии Лебедя. Ученые прицельно искали следы соединения именно там, так как температурные условия в NGC 7027 примерно соответствуют условиям, при которых гидрид гелия появлялся после Большого взрыва, а излучение от горячего центра туманности ионизирует окружающее вещество — из-за этого гидрид гелия не разрушается, вступая в реакцию с нейтральными атомами.

Открытие служит доказательством того, что гидрид гелия может фактически существовать в космосе. Это подтверждает ключевой момент нашего понимания химии ранней Вселенной и ее развития в течение миллиардов лет до комплексных соединений сегодняшнего дня (англ. яз.).