Ученые впервые воссоздали процесс образования первых молекул во Вселенной. Целью стало изучение механизма зарождения ранних звезд.
Результаты исследования, опубликованные 24 июля в журнале Astronomy and Astrophysics, ставят под сомнение наше текущее понимание раннего космоса и призывают к переоценке химии гелия в условиях молодой Вселенной.
Спустя несколько секунд после Большого взрыва, произошедшего 13,8 млрд лет назад, температура в космосе снизилась достаточно для формирования водорода и гелия — первых элементов. Спустя сотни тысяч лет, при дальнейшем охлаждении, их атомы смогли соединяться с электронами в различных конфигурациях, формируя молекулы.
По данным исследователей, гелий-гидридный ион (HeH+) стал первой образовавшейся молекулой. Он необходим для формирования молекулярного водорода, который сейчас является самой распространенной молекулой во Вселенной. Оба соединения, как отмечают ученые, имели критическое значение для развития первых звезд, появившихся сотни миллионов лет спустя. Об этом сообщает издание Live Science.
Для начала термоядерного синтеза в протозвезде — процесса, позволяющего звездам генерировать собственную энергию, — атомы и молекулы внутри нее должны сталкиваться и выделять тепло. Этот процесс малоэффективен при температуре ниже 10 000 градусов Цельсия (18 000 градусов по Фаренгейту). Однако гелий-гидридные ионы особенно хорошо поддерживают этот процесс даже при низких температурах и считаются потенциально существенным фактором образования звезд в ранней Вселенной. Количество гелий-гидридных ионов в молодой Вселенной могло иметь решающее значение для скорости и эффективности зарождения первых звезд.
В рамках исследования ученые воссоздали ранние реакции с участием гелий-гидридных ионов. Они помещали ионы при температуре минус 267 градусов Цельсия (минус 449 градусов по Фаренгейту) на срок до 60 секунд для их охлаждения, а затем вынуждали их сталкиваться с тяжелым водородом (дейтерием). Исследователи изучали, как реакции менялись в зависимости от температуры частиц. Они обнаружили, что скорость реакций между этими частицами не замедляется при более низких температурах, что опровергает ранее существовавшие предположения.
