Buzz
Cuộc thám hiểm kéo dài hàng trăm năm cuối cùng đã thu hoạch quả ngọt. Một nhóm thiên văn học đã khám phá bằng chứng về tồn tại của HeH+, phân tử đầu tiên trong vũ trụ.
Hơn 13 tỷ năm trước, sau Vụ nổ lớn, vũ trụ bắt đầu từ một sự hỗn loạn không tổ chức, và trong vòng 100.000 năm, phân tử đầu tiên đã hình thành - là HeH, sự kết hợp của heli và hydro.
David Neufeld, giáo sư tại Đại học John's Hopkins, nói rằng: 'Đó là bước đầu tiên trong lịch sử hóa học', đồng thời mở ra con đường phức tạp hơn trong nghiên cứu vũ trụ.
Ông nói với AFP: 'Quá trình hình thành của HeH là bước đầu tiên trên con đường phức tạp của vũ trụ'.
Các mô hình lý thuyết đã từng dự đoán HeH là phân tử đầu tiên xuất hiện, theo sau là sự xuất hiện của các phân tử phức tạp và nặng hơn.
HeH đã được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm từ rất sớm, từ năm 1925.
Tuy nhiên, việc phát hiện HeH trong môi trường tự nhiên của nó vẫn là một thách thức đối với các nhà khoa học thời điểm đó.
Rolf Gusten, một nhà khoa học tại Viện nghiên cứu phóng xạ Max Planck ở Bonn, nói: 'Việc không có bằng chứng rõ ràng về sự tồn tại của nó trong không gian giữa các ngôi sao đã là một vấn đề lớn đối với thiên văn học'.
Từ những năm 1970, các mô hình đã gợi ý rằng HeH tồn tại trong các khí phát sáng do các ngôi sao giống như Mặt trời sắp chết phun ra, tạo ra điều kiện giống như vũ trụ sơ khai.
Tuy nhiên, sóng điện từ phân tử này nằm ngoài phạm vi bị bầu khí quyển của Trái Đất loại bỏ, không thể phát hiện từ mặt đất - hồng ngoại xa.
Do đó, NASA và Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức đã hợp tác để tạo ra một đài quan sát trên không với ba thành phần chính: một kính viễn vọng khổng lồ 2,7 mét, một máy quang phổ hồng ngoại và một chiếc Boeing 747.
Từ độ cao bay gần 14.000 mét, Đài quan sát thiên văn hồng ngoại trên tầng bình lưu, SOFIA, đã loại bỏ 85% 'tiếng ồn' trong khí quyển so với các kính thiên văn trên mặt đất.
Dữ liệu từ một loạt chuyến bay vào tháng 5 năm 2016 đã thu thập được các bằng chứng về phân tử mà các nhà khoa học đã tìm kiếm từ lâu, chúng được phát hiện trong tinh vân hành tinh NGC 7027 cách chúng ta 3.000 năm ánh sáng. Nếu mọi thứ suôn sẻ, nghiên cứu sẽ đưa ra một số kết luận quan trọng về hóa học thiên văn trong những thập kỷ gần đây.
Trong thực tế, mô hình mà các nhà khoa học sử dụng để mô tả những ngày đầu của vũ trụ là rất rõ ràng: 380.000 năm sau Vụ nổ lớn, nhiệt độ của vũ trụ giảm xuống dưới 4.000 K, và các electron chậm lại từ việc tương tác ngẫu nhiên - đủ để chúng cùng heli tạo ra ion heli hydride. Hạt nhân heli (bao gồm hai proton và hai neutron) và proton kết hợp để tạo thành phân tử HeH .
Các photon trước đây liên kết bởi electron có thể tự do phá vỡ (tách photon) và lan truyền tự do khắp vũ trụ, tạo ra bức xạ phông vi sóng vũ trụ mà chúng ta vẫn quan sát được ngày nay.
Các phân tử hydro sau đó nhanh chóng hợp nhất thành một đám mây khí lớn, sau đó sụp đổ dưới tác động của trọng lực và đốt cháy thành ngôi sao đầu tiên. Những ngôi sao này tạo ra các nguyên tố mới thông qua các phản ứng hạt nhân tại trung tâm của chúng: carbon, oxy, nitơ, sắt, v.v.
Stefano Bovino, một nhà hóa học vũ trụ tại Đại học Concepción, Chile, giải thích: '99,99% hạt nhân hydro đã bắt giữ các electron, nhưng vẫn còn một số ít hạt nhân hydro không có electron. Các hạt nhân hydro này bị cô lập và nhanh chóng va chạm với các nguyên tử heli mới được tạo ra, tạo ra liên kết hóa học đầu tiên trong vũ trụ bởi sự tương tác của các photon tự do'.
'Điều này đánh dấu sự bắt đầu của các phản ứng hóa học trong vũ trụ', Bovino nhấn mạnh. Rolf Güsten, một đồng nghiệp của Wismeier, cho rằng: 'Những ion như vậy đóng vai trò quan trọng trong quá trình hóa học và tiến hóa phân tử của vũ trụ'.
