Segundos após o Massive Bang, o universo recém -nascido deu origem aos primeiros elementos – formas ionizadas de hidrogênio e hélio. Essas partículas combinadas forjando hidreto de hélio – a primeira molécula de sempre. Levaria mais várias centenas de milhões de anos para as primeiras estrelas nasceram, e os cientistas há muito tempo intrigavam a natureza exata dos processos químicos que levaram à sua formação.
Para tentar separar a história de origem estelar, cientistas do Instituto Max Planck de Física Nuclear em Heidelberg, Alemanha, recriou o hidreto de hélio no laboratório. Eles descobriram que provavelmente desempenhava um papel muito maior no nascimento das estrelas do que pensavam anteriormente, ajudando as nuvens de gás primordiais a derramar calor suficiente para entrar em colapso nas estrelas.
No estudo, os pesquisadores recriaram colisões entre hidreto de hélio e deutério no que eles acreditam ser um experimento de primeira linha, de acordo com uma imprensa liberar. Suas descobertas, publicadas na revista Astronomia e astrofísica Em 24 de julho, indique que a taxa da reação permanece constante à medida que a temperatura cai, contradizendo trabalhos anteriores.
“As teorias anteriores previram uma diminuição significativa na probabilidade de reação a baixas temperaturas, mas não conseguimos verificar isso no experimento ou no novo cálculos teóricos de nossos colegas”, disse Holger Kreckel, pesquisador de Max Planck e autor principal do estudo, em comunicado.
“As reações de [helium hydride] Com o hidrogênio neutro e o deutério, parecem ter sido muito mais importantes para a química no universo inicial do que se supunha anteriormente ”, acrescentou.
Duas reações de hidreto de hélio produzem hidrogênio molecular e provavelmente a formação de estrelas auxiliadas no universo inicial. No primeiro – replicado no estudo – o deutério, um isótopo de hidrogênio que contém um nêutrons, além de um próton, colide com hidreto de hélio para produzir o deuterido de hidrogênio, uma forma de hidrogênio molecular composto por um átomo de hidrogênio e um átomo de deuterium. A outra reação ocorre quando o hidreto de hélio colide com um átomo de hidrogênio neutro, produzindo hidrogênio molecular neutro. Ambas as formas de hidrogênio molecular atuam como refrigerantes, ajudando as nebulosas a perder calor, condensar e, finalmente, entrar em colapso nas estrelas.
Os pesquisadores usaram o anel de armazenamento criogênico de Max Planck para realizar seu experimento. Esta câmara de reação de baixa temperatura permite que os cientistas estudem reações moleculares e atômicas em condições espaciais. A equipe armazenou íons hidretos de hélio dentro da câmara por até um minuto a aproximadamente -450 graus Fahrenheit (-267 graus Celsius), depois os sobrepôs com um feixe de átomos de deutério neutro. Para observar como a taxa de colisão varia com a energia de colisão – diretamente relacionada à temperatura – eles ajustaram as velocidades relativas dos dois feixes de partículas.
Os cientistas anteriormente acreditavam que a taxa de reações diminuiria quando a temperatura caiu, mas os resultados desse experimento sugerem o contrário. Os pesquisadores descobriram que a taxa permanecia quase constante, apesar das temperaturas decrescentes. Esse resultado surpreendente sugere que o hidreto de hélio permanece quimicamente ativo, mesmo em condições frias, uma constatação que os cientistas argumentam em seu artigo deve solicitar uma reavaliação da química do hélio no início do universo.
