p Ilustração da nebulosa planetária NGC 7027 e moléculas de hidreto de hélio. Nesta nebulosa planetária, SOFIA detectou hidreto de hélio, uma combinação de hélio (vermelho) e hidrogênio (azul), que foi o primeiro tipo de molécula a se formar no universo primitivo. Esta é a primeira vez que o hidreto de hélio foi encontrado no universo moderno. Crédito:NASA / SOFIA / L. Proudfit / D.Rutter
p No início, mais de 13 bilhões de anos atrás, o Universo era uma sopa indiferenciada de três simples, elementos de um único átomo. p As estrelas não se formariam por mais 100 milhões de anos.
p Mas dentro de 100, 000 anos do Big Bang, a primeira molécula emergiu, um casamento improvável de hélio e hidrogênio conhecido como íon hidreto de hélio, ou HeH
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p "Foi o começo da química, "disse David Neufeld, um professor da John's Hopkins University e co-autor de um estudo publicado na quarta-feira detalhando como - após uma pesquisa de várias décadas - os cientistas finalmente detectaram a evasiva molécula no espaço.
p “A formação do HeH
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foi o primeiro passo em um caminho de complexidade crescente no Universo, "uma mudança tão importante quanto a vida de uma única célula para a multicelular na Terra, ele disse à AFP.
p Modelos teóricos há muito tempo convenceram os astrofísicos de que HeH
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veio primeiro, seguido - em uma ordem precisa - por um desfile de outras moléculas cada vez mais complexas e pesadas.
p HeH
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também foi estudado em laboratório, já em 1925.
p Mas detectou HeH
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em seu habitat natural havia permanecido fora de seu alcance.
p “A falta de evidências definitivas de sua própria existência no espaço interestelar tem sido um dilema para a astronomia por muito tempo, "disse o autor principal Rolf Gusten, um cientista do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn.
p Espectro de HeH + conforme observado com GREAT a bordo do SOFIA em direção à nebulosa planetária NGC 7027. Na imagem subjacente da câmera Hubble / NICMOS, a zona de transição nítida entre a região HII ionizada (branco-amarelo) e o envelope frio (cor vermelha) é bem visível. É nesta frente de ionização que se forma o HeH + (marcado por uma concepção artística da estrutura molecular). A área do céu coberta pelo GREAT instrumento com um tamanho de 14,3 arcsec inclui a maior parte da emissão da nebulosa. A largura da linha espectral do perfil HeH + é determinada pelo movimento do envelope em expansão. Créditos:Composição:NIESYTO design; Imagem NGC 7027:William B. Latter (SIRTF Science Center / Caltech) e NASA / ESA; Espectro:Rolf Güsten / MPIfR ( Natureza , 18 de abril 2019)
p Os pesquisadores sabiam onde procurar.
p Já na década de 1970, modelos sugeriram que HeH
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deve existir em quantidades significativas nos gases brilhantes ejetados por estrelas moribundas semelhantes ao Sol, que criou condições semelhantes às encontradas no início do Universo.
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Uma molécula frágil
p O problema era que as ondas eletromagnéticas emitidas pela molécula estavam em uma faixa - infravermelho distante - cancelada pela atmosfera da Terra, e, portanto, indetectável do solo.
p Assim, a NASA e o Centro Aeroespacial Alemão uniram forças para criar um observatório aerotransportado com três componentes principais:um enorme telescópio de 2,7 metros, um espectrômetro infravermelho, e um Boeing 747 - com um quadrado em formato de janela cortado da fuselagem - grande o suficiente para carregá-los.
p De uma altitude de cruzeiro de quase 14, 000 metros (45, 000 pés), o Observatório Estratosférico para Astronomia Infravermelha, ou SOFIA, evitou 85 por cento do "ruído" atmosférico dos telescópios terrestres.
p Os dados de uma série de três voos em maio de 2016 continham as evidências moleculares que os cientistas procuravam há muito tempo, entrelaçado na nebulosa planetária NGC 7027 alguns 3, 000 anos-luz de distância.
Cientistas do observatório aerotransportado SOFIA detectaram o primeiro tipo de molécula que já se formou no universo. Eles encontraram a combinação de hélio e hidrogênio, chamado hidreto de hélio, em uma nebulosa planetária perto da constelação de Cygnus. Esta descoberta confirma uma parte fundamental de nossa compreensão básica do universo primitivo e como ele evoluiu ao longo de bilhões de anos na complexa química de hoje. Créditos:NASA / Ames Research Center p "A descoberta de HeH
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é uma demonstração dramática e bela da tendência da Natureza de formar moléculas, "disse Neufeld.
p Nesse caso, isso aconteceu apesar das circunstâncias desfavoráveis.
p Embora as temperaturas no jovem Universo tenham caído rapidamente após o Big Bang, eles ainda estavam perto de 4, 000 graus Celsius, um ambiente hostil para ligações moleculares.
p Além disso, hélio - um gás "nobre" - "tem uma propensão muito baixa para formar moléculas, "Neufeld explicou.
p Sua união com o hidrogênio ionizado era frágil, e não persistiu por muito tempo, substituído por ligações moleculares progressivamente mais robustas e complexas.
p Elementos mais pesados, como carbono, oxigênio e nitrogênio - e as muitas moléculas que deram origem - foram formados ainda mais tarde pelas reações nucleares que energizam as estrelas. p © 2019 AFP