کشف گمشده ۱۳.۸ میلیارد ساله: رمزگشایی از اولین پیوند شیمیایی جهان

سالیان متمادی، فیزیکدانان و ستاره‌شناسان در یک معمای بزرگ گرفتار بودند: اولین مولکولی که در جهان شکل گرفت چه بود؟
بر اساس مدل‌های نظری، جهان اولیه تنها شامل دو عنصر اصلی بود: هیدروژن و هلیوم. این دو عنصر، در حرارت فوق‌العاده بالای آن زمان، به ندرت با یکدیگر پیوند می‌خوردند. اما نظریه، وجود یک مولکول ساده به نام یون هیدرید هلیوم +HeH را پیش‌بینی می‌کرد که به عنوان اولین ترکیب شیمیایی جهان، نقش یک سنگ بنا را ایفا کرده است. با این حال، علی‌رغم جستجوهای مکرر، این مولکول هرگز در فضای میان‌ستاره‌ای مشاهده نشده بود.
این معمای ۱۳.۸ میلیارد ساله سرانجام توسط تیمی بین‌المللی از دانشمندان حل شد. آن‌ها از ابزاری پیشرفته به نام رصدخانه هوایی سوفیا (SOFIA) استفاده کردند؛ یک تلسکوپ مادون قرمز که بر روی یک هواپیمای بوئینگ ۷۴۷ نصب شده‌است و در ارتفاع بالا به مطالعه کیهان می‌پردازد. این تلسکوپ قادر است از تداخل نور مرئی و بخار آب اتمسفر زمین دوری کند و با وضوح بی‌نظیری، سیگنال‌های ضعیف شیمیایی در فضای دوردست را شناسایی کند.
این تیم پژوهشی، با هدف قرار دادن یک سحابی سیاره‌ای جوان و در حال مرگ به نام NGC 7027 که شرایط فیزیکی آن شبیه به جهان اولیه بود، به دنبال ردپای یون هیدرید هلیوم گشتند. نتیجه خیره‌کننده بود: سیگنال‌هایی که در فرکانس مشخصی از این سحابی منتشر می‌شد، دقیقاً با مشخصات نظری این مولکول مطابقت داشت. این کشف، نه تنها یک نظریه دیرینه را تأیید کرد، بلکه به عنوان آخرین قطعه گمشده در درک ما از فرآیندهای شیمیایی اولیه کیهان شناخته شد.
اهمیت این کشف در این است که یون هیدرید هلیوم، یک واسطه ضروری برای شکل‌گیری مولکول‌های پیچیده‌تر بوده است. وجود این مولکول در نهایت به شکل‌گیری گازهای خنک‌تر در جهان اولیه کمک کرد؛ گازهایی که به آرامی متراکم شده و به سنگ بنای اولین ستارگان و کهکشان‌ها تبدیل شدند. این دستاورد بزرگ علمی، یک گام حیاتی در درک ما از چگونگی تولد شیمی در جهان و تکامل آن به پیچیدگی امروز است.

منبع: http://nasa.gov