Ilustrație a moleculelor de nebuloasă planetară NGC 7027 și hidrură de heliu.
Imaginea nebuloasei planetare NGC 7027 cu ilustrare a moleculelor de hidrură de heliu. În această nebuloasă planetară, SOFIA a detectat hidrură de heliu, o combinație de heliu (roșu) și hidrogen (albastru), care a fost primul tip de moleculă care se formează vreodată în universul timpuriu. Aceasta este prima dată când hidrura de heliu a fost găsită în universul modern. Credite: NASA / ESA / Prelucrarea Hubble: Judy Schmidt

Primul tip de moleculă care s-a format vreodată în univers a fost detectat în spațiu pentru prima dată, după decenii de căutări. Oamenii de știință au descoperit semnătura în galaxia noastră folosind cel mai mare observator aerian din lume, Observatorul Stratosferic pentru Astronomie Infraroșie sau SOFIA, deoarece aeronava a zburat deasupra suprafeței Pământului și și-a arătat instrumentele sensibile în cosmos.

Când universul era încă foarte tânăr, existau doar câteva tipuri de atomi. Oamenii de știință cred că aproximativ 100.000 de ani după Big Bang, heliul și hidrogenul erau combinate pentru a forma o moleculă numită hidrură de heliu. Hidrura de heliu ar trebui să fie prezentă în unele părți ale universului modern, dar nu a fost niciodată detectată în spațiu – până acum.

SOFIA a găsit hidrura de heliu într-o nebuloasă planetară, o rămășiță a ceea ce a fost odată o stea ca Soarele nostru. Situată la 3000 de ani-lumină, în apropierea constelației Cygnus, această nebuloasă planetară, numită NGC 7027, are condiții care permit formarea acestei molecule misterioase. Descoperirea servește ca dovadă că hidrura de heliu poate, de fapt, să existe în spațiu. Aceasta confirmă o parte esențială a înțelegerii noastre de bază a chimiei universului timpuriu și a modului în care a evoluat de-a lungul a miliarde de ani în chimia complexă a zilelor noastre. Rezultatele sunt publicate în numărul din această săptămână a Nature.

„Această moleculă a fost ascunsă acolo, și am avut nevoie de instrumentele potrivite pentru a face observații în poziția corectă – și SOFIA a reușit să o facă perfect”, a spus Harold Yorke, directorul Centrului Științific al SOFIA, din Silicon Valley din California.

Astăzi, universul este plin de structuri mari complexe, cum ar fi planete, stele și galaxii. Dar, cu mai bine de 13 miliarde de ani în urmă, după Big Bang, universul timpuriu era fierbinte și tot ce exista erau câteva tipuri de atomi, mai ales heliu și hidrogen. Ca atomi combinați pentru a forma primele molecule, universul a fost în cele din urmă capabil să se răcească și a început să se formeze. Oamenii de știință au dedus că hidrură de heliu a fost prima moleculă primordială.

După ce a început răcirea, atomii de hidrogen ar fi putut interacționa cu hidrura de heliu, conducând la crearea hidrogenului molecular – molecula responsabilă în primul rând pentru formarea primelor stele. Stelele au continuat să creeze toate elementele care alcătuiesc astăzi cosmosul nostru bogat, chimic. Problema, însă, este că oamenii de știință nu au putut găsi hidrura de heliu în spațiu. Acest prim pas în nașterea chimiei nu a fost dovedit, până acum.

„Lipsa dovezilor existenței a hidrurii de heliu în spațiul interstelar a fost o dilemă pentru astronomie de zeci de ani”, a declarat Rolf Guesten de la Institutul Max Planck pentru Radio Astronomie, din Bonn, Germania, și principalul autor al lucrării.

Hidrura de heliu este o moleculă delicată. Heliul în sine este un gaz nobil ceea ce face foarte puțin probabil să se combine cu orice alt tip de atom. Dar în 1925, oamenii de știință au reușit să creeze molecula într-un laborator prin facerea heliului să împartă unul dintre electronii săi cu un ion de hidrogen.

Apoi, la sfârșitul anilor 1970, oamenii de știință care studiau nebuloasa planetară numită NGC 7027 au crezut că acest mediu ar putea fi doar potrivit pentru a forma hidrura de heliu. Radiațiile ultraviolete și căldura de la stelele bătrâne creează condiții potrivite pentru formarea hidrurii de heliu. Dar observațiile lor au fost neconcludente. Eforturile ulterioare au sugerat că ar putea fi acolo, dar molecula misterioasă a continuat să evite detectarea. Telescoapele de spațiu utilizate nu aveau tehnologia specifică pentru a selecta semnalul de hidrură de heliu din mediul altor molecule din nebuloasă.

În 2016, oamenii de știință s-au adresat la SOFIA pentru ajutor. Zboară până la 14 mii de km, SOFIA face observații deasupra straturilor interferante ale atmosferei Pământului. Și aceasta are un avantaj pe care telescoapele spațiale nu le au –  se întoarce după fiecare zbor.

„Suntem în măsură să schimbăm instrumentele și să instalăm cea mai recentă tehnologie”, a declarat Naseem Rangwala SOFIA, om de știință adjunct al proiectului. „Această flexibilitate ne permite să îmbunătățim observațiile și să răspundem la cele mai presante întrebări pe care oamenii de știință doresc să le răspundă”.

Un upgrade recent la unul dintre instrumentele SOFIA numit Receiver-ul german la Frecvențele Terahertz sau GREAT a adăugat semnătura specifică pentru hidrura de heliu pe care telescoapele anterioare nu au avut-o. Instrumentul funcționează ca un receptor radio. Oamenii de știință se așteaptau la frecvența moleculei pe care o caută, similar cu acordarea unui radio FM către stația dorită. Când SOFIA a urcat în cerul de noapte, oameni de știință erau la bord și  citeau datele din instrument în timp real. În cele din urmă, semnalul hidrurii de heliu a fost detectat cu succes.

„A fost atât de interesant să fiu acolo, văzând pentru prima dată hidrura de heliu în date”, a spus Guesten. „Aceasta aduce un sfârșit fericit la o căutare îndelungată și elimină îndoielile cu privire la înțelegerea noastră a chimiei subiacente a universului timpuriu.”

Articol scris inițial în engleză pe nasa.gov, la data de 17 aprilie 2019.

 

Facebook Comentariu
Distribuire
Please follow and like us:
https://i1.wp.com/liber-cugetatori.ro/wp-content/uploads/2019/04/heh-v10.jpg?fit=320%2C320https://i1.wp.com/liber-cugetatori.ro/wp-content/uploads/2019/04/heh-v10.jpg?resize=150%2C150Tudor Diaconuastronomie#liber,#liber-cugetatori,#liber-cugetatori Romania,#liber-cugetatoriRomania,#libercugetator,hidrura de hidrogen,molecula primordiala,prima molecula,Tudor DiaconuPrimul tip de moleculă care s-a format vreodată în univers a fost detectat în spațiu pentru prima dată, după decenii de căutări. Oamenii de știință au descoperit semnătura în galaxia noastră folosind cel mai mare observator aerian din lume, Observatorul Stratosferic pentru Astronomie Infraroșie sau SOFIA, deoarece aeronava a zburat...Pentru cei care știu să gândească singuri