Forskere har opdaget den første type molekyle, der nogensinde er dannet i universet - en kombination af helium og brint kaldet heliumhydrid - i en planetarisk tåge nær stjernebilledet Cygnus.
Forskere har meddelt, at den første type molekyle, der nogensinde er dannet i universet, er blevet opdaget i rummet for første gang, efter årtier med søgning. Et papir om opdagelsen blev offentliggjort den 17. april 2019 i det peer-reviewede tidsskrift Natur.
Molekylet, heliumhydrid eller HeH +, dannet lige efter Big Bang for næsten 14 milliarder år siden, sagde forskere med Tysklands Max Planck Institute for Radioastronomy. Forskerne opdagede molekylets signatur i vores egen Mælkevej-galakse ved hjælp af NASAs luftbårne SOFIA-observatorium, da flyet fløj højt over Jordens overflade og pegede dets instrumenter ud i rummet.
SOFIA (Stratosfærisk observatorium for infrarød astronomi) svæver over de snedækkede Sierra Nevada-bjerge med dens teleskopdør åben under en testflyvning. SOFIA er et modificeret Boeing 747SP-fly. Billede via NASA / Jim Ross.
Da universet stadig var meget ung, var der kun et par slags atomer, mest helium og brint. Forskere mener, at omkring 100.000 år efter Big Bang kombinerede helium og brint for at fremstille et molekyle for første gang. Videnskabsmænd har udledt, at heliumhydrid var dette første primordiale molekyle. Problemet er dog, at forskere ikke kunne finde heliumhydrid i rummet. Rolf Guesten fra Max Planck-instituttet for radioastronomi i Bonn, Tyskland, er hovedforfatter af papiret. Guesten sagde i en erklæring:
Manglen på bevis for selve eksistensen af heliumhydrid i det interstellare rum var et dilemma for astronomi i årtier.
SOFIA fandt moderne heliumhydrid i en planetarisk tåge, en rest af det, der engang var en sollignende stjerne. Ligger 3.000 lysår væk nær stjernebilledet Cygnus, har tågen - kaldet NGC 7027 - forhold, der tillader dette mysteriummolekyle at dannes. Harold Yorke er direktør for SOFIA Science Center i Californiens Silicon Valley. Yorke sagde i en erklæring:
Dette molekyle lurede derude, men vi havde brug for de rigtige instrumenter, der gjorde observationer i den rigtige position - og SOFIA var i stand til at gøre det perfekt.
Billede af planetarisk tåge NGC 7027 med illustration af heliumhydridmolekyler. I denne planetnebul opdagede SOFIA heliumhydrid, en kombination af helium (rød) og brint (blå), som var den første type molekyle, der nogensinde blev dannet i det tidlige univers. Dette er første gang heliumhydrid findes i det moderne univers. Billede via NASA / ESA / Hubble-behandling: Judy Schmidt.
Heliumhydrid er et hårdt molekyle, siger forskerne. Det skyldes, at helium i sig selv er en ædel gas, hvilket gør det meget usandsynligt, at det kombineres med nogen anden form for atom. Men i 1925 var forskerne i stand til at skabe molekylet i et laboratorium ved at koaksere heliet for at dele en af dets elektroner med en hydrogenion.
I slutningen af 1970'erne troede forskere, der studerede den planetariske tåge, kaldet NGC 7027, at dette miljø måske var helt rigtigt at danne heliumhydrid. Men deres observationer var uoverensstemmende. Og selvom efterfølgende undersøgelser antydede, at det kunne være der, havde de anvendte rumteleskoper ikke teknologien til at udvælge signalet om heliumhydrid fra alle andre molekyler i tågen.
I 2016 vendte forskere sig mod SOFIA. Flyet, der flyver op til 13.000 meter (13.000 meter) for at gøre observationer over Jordens atmosfære, har en fordel, som teleskoper ikke har - det vender tilbage efter hver flyvning. Det betyder, at forskere kan skifte instrumenter og installere den nyeste teknologi. En nylig opgradering til et af SOFIAs instrumenter tilføjede den specifikke kanal for heliumhydrid, som tidligere teleskoper ikke havde. Instrumentet fungerer som en radiomodtager. Forskere stemmer overens med hyppigheden af molekylet, de søger efter, svarende til at indstille en FM-radio til den rigtige station.
Guesten var ombord på SOFIA, da heliumhydrids signal endelig kom gennem højt og klart. Han sagde:
Det var så spændende at være der, at se heliumhydrid for første gang i dataene. Dette bringer en lang søgning til en lykkelig afslutning og eliminerer tvivl om vores forståelse af den underliggende kemi i det tidlige univers.
Nederste linje: For første gang har forskere opdaget signalet om den første type molekyle, der nogensinde er dannet i universet - heliumhydrid - i rummet.