Environ dix secondes après le big bang, l'univers, relativement petit mais en pleine expansion, était constitué de noyaux atomiques, d'électrons et de photons, flottant librement dans un plasma surchauffé. Finalement, les choses se sont suffisamment refroidies pour que ces particules forment des atomes stables, et l'univers était principalement rempli d'hydrogène et d'hélium. Quelque 100 000 ans se sont écoulés dans l'histoire de l'univers. Les atomes se sont finalement combinés pour former les premières molécules - des atomes d'hélium neutres combinés à des atomes d'hydrogène chargés positivement pour former la molécule d'hydrure d'hélium.
L'hydrure d'hélium a longtemps été considéré comme le début d'une longue chaîne de chimie qui a finalement conduit à toutes les molécules de l'univers et, pour la première fois, des scientifiques ont repéré les molécules dans l'espace. Des astronomes utilisant l'observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge (SOFIA) de la NASA, un télescope infrarouge monté sur un Boeing 747, ont découvert l'hydrure d'hélium moderne dans une nébuleuse planétaire de notre propre galaxie, comme détaillé dans une étude publiée cette semaine dans Nature .
«Bien que HeH + [l'hydrure d'hélium] ait une importance limitée sur Terre aujourd'hui, la chimie de l'univers a commencé avec cet ion», écrivent les auteurs dans l'étude. «Le manque de preuves définitives de son existence même dans l'espace interstellaire a été un dilemme pour l'astronomie. La détection non ambiguë rapportée ici met fin à une recherche longue de plusieurs décennies, enfin. "
SOFIA a effectué trois vols en mai 2016, pour atteindre la nébuleuse planétaire NGC 7027, a rapporté Maria Temming pour Science News . Située à environ 3 000 années-lumière, la nébuleuse planétaire est un nuage de gaz en expansion entourant une étoile qui ressemblait autrefois au soleil mais qui a éjecté la plupart de ses matériaux, laissant derrière elle un reste stellaire appelé nain blanc. Dans le gaz chaud de la nébuleuse, SOFIA a pu identifier la signature de l'hydrure d'hélium dans la lumière infrarouge.
Sur une couche de neige recouvrant les montagnes du sud de la Sierra Nevada en Californie, l'observatoire stratosphérique d'astronomie infrarouge de la NASA (SOFIA) vole avec la porte coulissante sur la cavité de son télescope complètement ouverte. (NASA / Jim Ross) «Cette molécule se cachait là-bas, mais nous avions besoin des bons instruments pour effectuer les observations dans la bonne position - et SOFIA a été capable de le faire parfaitement», a déclaré Harold Yorke, directeur du SOFIA Science Center en Californie, dans un communiqué de la NASA.
L'hydrure d'hélium n'est pas une molécule particulièrement stable, mais les scientifiques ont pu créer l'ion chargé positivement en laboratoire en 1925, rapporte Bill Andrews pour Discover . Les astronomes espéraient trouver la molécule dans une nébuleuse depuis des décennies. Dans les années 1970, les observations du NGC 7027 suggéraient que les conditions voulues pourraient être réunies - chaleur intense et grandes quantités de rayons ultraviolets - pour la formation d'hydrure d'hélium.
Plus récemment, une mise à niveau de l'un des instruments de SOFIA, le récepteur allemand à Terahertz Frequencies (GREAT), a permis au télescope aéroporté de rechercher la longueur d'onde de la lumière émise par les ions d'hydrure d'hélium. L’instrument fonctionne comme un récepteur radio, selon la déclaration de la NASA, et les opérateurs de télescope peuvent régler la fréquence appropriée pour rechercher des molécules spécifiques.
L'hydrure d'hélium observé par SOFIA s'est formé dans NGC 7027, longtemps après la création des premières molécules il y a plus de 13 milliards d'années. L’auteur principal de la nouvelle étude, Rolf Güsten de l’Institut Max Planck de radioastronomie en Allemagne, et son équipe envisagent d’utiliser le grand réseau Atacama de grands millimètres / submillimètre (ALMA) au Chili pour rechercher l’hydrure d’hélium créé peu après. le Big Bang. Si elles réussissent, l’humanité aura parcouru des milliards d’années et repéré quelques-uns des premiers éléments constitutifs de tout ce qui allait venir.
