Logran observar en el espacio la primera molécula del Universo

La primera molécula del universo, que se cree creada después del Big Bang, se ha detectado en el espacio por primera vez.

 

A pesar de que el ion de hidruro de helio HeH+ apareció por primera vez hace 13.800 millones de años, después del Big Bang, desde la perspectiva de la humanidad, se había perdido en el espacio. El hidrógeno y el helio fueron los dos primeros elementos, y en las condiciones extremas de nacimiento del universo, los astroquímicos supusieron que formaron el primer enlace molecular en HeH+. Rolf Güsten, del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Alemania, y sus colegas sabían que el HeH+ puede existir; se vio en el laboratorio en 1925. Pero ahora, por primera vez, lo han observado convincentemente en el espacio, en una nebulosa que existe en el universo actual.

La falta de evidencia de HeH+ causó algunas dudas sobre si entendemos la formación y destrucción de esta molécula especial, como pensamos“, dice Güsten a Chemistry World. “Esta preocupación se ha ido ahora“.

Güsten y sus colegas observaron el estado fundamental de la rotación de HeH+ en una nebulosa planetaria utilizando un espectrómetro de terahertz (THz) que volaba en el aerotransportado Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja (Sofia, por sus siglas en inglés). De hecho, este estudio es una de las razones por las que se construyó el instrumento alemán Receptor de Astronomía en Frecuencias de Terahertz.

Anteriormente los científicos no pudieron encontrar evidencia de espectroscopia infrarroja vibratoria para HeH+ a pesar del gran esfuerzo. La espectrometría de Terahertz es una alternativa difícil. El estado fundamental de rotación de HeH+ tiene una longitud de onda de 149.137 µm. El ozono y el agua en la atmósfera de la Tierra bloquean toda esta luz, lo que significa que los investigadores tuvieron que llevar a la estratosfera al instrumento.

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Fuente: Izquierda: © Carlos Duran / MPIfR; Derecha: © Foto de la NASA / Jim Ross
El Gran espectrómetro de infrarrojo lejano (izquierda) está montado en la brida del telescopio del observatorio de vuelo Sofía (derecha)

Mientras tanto, las características espectroscópicas de enlaces carbono-hidrógeno mucho más comunes aparecen a 149.09 µm y 149.39 µm. Por lo tanto, el éxito requería una alta resolución espectral y sensores muy sensibles, ya que el equipo de Güsten esperaba que la señal fuera débil. Alcanzar el rango de frecuencia de 2 THz de la señal de 149.137 µm también “tomó varios años de avances tecnológicos“.

Esta es una excelente primera detección de una especie molecular que sin duda es de interés y relevancia para una comunidad astronómica más amplia, y esta detección abre la puerta a más estudios“, comenta el astrónomo Jan Cami, de la Universidad de Western Ontario, Canadá.

Por ejemplo, Güsten y sus colegas buscarán más HeH+ cuando Sofia vuelva a volar, en junio. Pero ahora que saben que HeH+ existe, pueden comenzar a buscarlo más atrás en el tiempo hacia el Big Bang. Explotarán los desplazamientos al rojo cosmológico, de forma similar a la forma en que las longitudes de onda emitidas por los objetos que se alejan de los observadores se expanden en el cambio Doppler. Eso multiplicará la longitud de onda de HeH+ aproximadamente diez veces, explica, haciendo visible la luz del universo joven “desde los grandes observatorios terrestres“, dice Güsten.

Referencias
R Güsten et al, Nature, 2019, DOI: 10.1038 / s41586-019-1090-x
Esta información ha sido publicada originalmente en Chemistry World

 

 

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