Первый тип сформировавшихся во Вселенной молекул обнаружен в космосе

Ионы гидрида гелия — предположительно, самого первого типа молекулы, образовавшейся во Вселенной — наконец-то замечены в космосе.

Эти заряженные молекулы, состоящие из нейтрального атома гелия и положительно заряженного атома водорода, впервые появились примерно через 100 тысяч лет после Большого взрыва. В те времена Вселенная почти целиком состояла из водорода и гелия, а гидрид гелия был единственной молекулой, которую могли создать эти элементы при столкновении.

Несмотря на то что исследователи наблюдали ионы гидрида гелия в лаборатории, эти молекулы никогда прежде не были зарегистрированы в космосе. Открытие гидрида гелия в недалекой планетарной туманности ставит точку в поисках этих знаменательных молекул, длившихся не один десяток лет, а также помогает подтвердить наше понимание химии в новорожденной Вселенной. Работа описана в статье журнала Nature.

В ходе трех полетов, проведенных в мае 2016 года, воздушная Стратосферная обсерватория ИК-астрономии (SOFIA) наблюдала планетарную туманность NGC 7027, расположенную примерно в трех тысячах световых лет от Земли. Эта оболочку из звездного материала сдуло с солнцеподобной звезды, когда ее ядро сколлапсировало в белый карлик около 600 лет назад. В свете, испускаемом горячим плотным облаком газа, исследователи зарегистрировали сигнатурную длину волны инфракрасного излучения гидрида гелия.

Ионы гидрида гелия, наблюдаемые в NGC 7027, образовались в самой туманности, а не остались со времен ранней Вселенной. Но их существование подтверждает, что эти ионы могут существовать вне лаборатории, а значит, теоретические симуляции первичного космоса не придется подвергать серьезному пересмотру.

«Все знали, что гидрид гелия должен быть там», — рассказывает Адам Перри из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне, сравнивая открытие с обнаружением окаменелости, заполняющей недостающее звено в эволюции животных.

Изучение ионов гидрида гелия в NGC 7027 может предоставить новое понимание химических реакций, образующих эти ионы, как утверждает соавтор исследования, немецкий астрофизик Рольф Гюстен.

Гюстен и коллеги также надеются использовать ALMA на севере Чили для поиска ионов гидрида гелия в далекой ранней Вселенной вскоре после Большого взрыва.