Detectada a “primeira molécula” a se formar no universo

Cientistas alemães e americanos finalmente detectaram uma molécula elusiva no espaço, que teria sido a primeira a surgir no universo: o HeH+.

HeH+

Mais de 13 bilhões de anos atrás, no seu início, o universo era apenas uma sopa de três simples elementos de átomos únicos.

Dentro de 100.000 anos do Big Bang, surgiu a primeira molécula: um casamento de hélio e hidrogênio, conhecido como íon hidro-hélio, ou HeH+.

“Foi o começo da química”, explicou David Neufeld, professor da Universidade Johns Hopkins (EUA) e um dos autores do novo estudo. “A formação de HeH+ foi o primeiro passo em um caminho de crescente complexidade no universo”.

Modelos teóricos haviam apontado que HeH+ seria a primeira molécula a se formar. Ela também foi estudada em laboratório já em 1925. Mas sua detecção em seu habitat natural se mostrou um desafio – até agora.

“A falta de provas definitivas de sua própria existência no espaço interestelar tem sido um dilema para a astronomia por um longo tempo”, disse outro autor do estudo, Rolf Gusten, cientista do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn (Alemanha).

Método

Os pesquisadores sabiam onde procurar: já na década de 1970, as teorias sugeriam que HeH+ deveria existir em quantidades significativas nos gases incandescentes ejetados pela morte de estrelas semelhantes ao sol, que criam condições semelhantes às encontradas no universo primordial.

O problema é que as ondas eletromagnéticas emitidas pela molécula são de uma faixa (o infravermelho distante) cancelada pela atmosfera da Terra e, portanto, indetectável ​​do solo.

Assim, a NASA e o Centro Aeroespacial Alemão uniram forças para criar um observatório aéreo com três componentes principais: um enorme telescópio de 2.7 metros, um espectrômetro infravermelho e um Boeing 747 grande o suficiente para carregá-los.

De uma altitude de cruzeiro de quase 14.000 metros, o SOFIA (“Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy” ou Observatório Estratosférico de Astronomia Infravermelha) evitou 85% do “ruído atmosférico” de telescópios terrestres.

A detecção

Os dados coletados em uma série de três voos em maio de 2016 continham a evidência molecular que os cientistas há muito procuravam, no meio da nebulosa planetária NGC 7027, a cerca de 3.000 anos-luz de distância.

“A descoberta de HeH+ é uma demonstração dramática da tendência da natureza em formar moléculas”, esclareceu Neufeld.

Isso porque as circunstâncias para a formação de HeH+ eram pouco auspiciosas. Embora as temperaturas no jovem universo tenham caído rapidamente após o Big Bang, ainda eram de cerca de 4.000 graus Celsius, um ambiente hostil para a ligação molecular. Além disso, o hélio, um gás “nobre”, tem uma propensão muito baixa para formar moléculas.

Sua união com o hidrogênio ionizado foi frágil e não persistiu por muito tempo, substituída por ligações moleculares progressivamente mais robustas e complexas.

Mais tarde, elementos mais pesados ​​como carbono, oxigênio e nitrogênio e as muitas moléculas que eles originaram se formaram a partir das reações nucleares que dão energia às estrelas.

Um artigo sobre a descoberta foi publicado na revista científica Nature.

Fonte: HypeScience