Por primera vez, los investigadores han recreado las primeras moléculas del universo imitando las condiciones del universo primitivo. Los hallazgos revolucionan nuestra comprensión del origen de las estrellas en el universo temprano y “exigen una reevaluación de la química del helio en el universo temprano”, escribieron los investigadores en el nuevo estudio, publicado el 24 de julio en la revista Astronomy and Astrophysics.
Las primeras estrellas del universo
Justo después del Big Bang, hace 13.800 millones de años, el universo se vio sometido a temperaturas extremadamente altas. Sin embargo, segundos después, las temperaturas descendieron lo suficiente como para que se formaran el hidrógeno y el helio, los primeros elementos de la historia. Cientos de miles de años después de su formación, las temperaturas se enfriaron lo suficiente como para que sus átomos se combinaran con electrones en diversas configuraciones, forjando moléculas.
Según los investigadores, un ion hidruro de helio (o HeH+) se convirtió en la primera molécula de la historia. Este ion es necesario para formar hidrógeno molecular, actualmente la molécula más abundante del universo.
Tanto los iones de hidruro de helio como el hidrógeno molecular fueron fundamentales para el desarrollo de las primeras estrellas cientos de millones de años después, dijeron los investigadores. Para que una protoestrella inicie la fusión —el proceso que permite a las estrellas generar su propia energía—, sus átomos y moléculas deben colisionar entre sí y liberar calor. Este proceso es prácticamente ineficaz a temperaturas inferiores a 10 000°C.
Sin embargo, los iones de hidruro de helio son particularmente buenos para continuar el proceso, incluso a temperaturas frías, y se considera que son un factor potencialmente integral de la formación de estrellas en el universo temprano. Por lo tanto, la cantidad de iones de hidruro de helio en el universo puede haber tenido una influencia significativa en la velocidad y eficacia de la formación temprana de estrellas, dijeron los investigadores en una declaración.
Mucho más importante de lo que se suponía anteriormente
En el nuevo estudio, los investigadores recrearon las reacciones tempranas del hidruro de helio almacenando los iones a -267°C durante un máximo de 60 segundos para enfriarlos antes de forzar su colisión con hidrógeno pesado. Los investigadores estudiaron cómo las colisiones —similares a las que desencadenan la fusión en una estrella— cambiaban en función de la temperatura de las partículas. Descubrieron que las velocidades de reacción entre estas partículas no disminuyen a temperaturas más bajas, lo que contradice suposiciones anteriores.
“Las teorías anteriores predecían una disminución significativa en la probabilidad de reacción a bajas temperaturas, pero no pudimos verificarlo ni en el experimento ni en los nuevos cálculos teóricos”, dijo en el comunicado el coautor del estudio Holger Kreckel, quien estudia física nuclear en el Instituto Max Planck de Física Nuclear en Alemania.
Este nuevo hallazgo sobre el funcionamiento de los iones de hidruro de helio desafía la teoría de los físicos sobre la formación de las estrellas en el universo primitivo. Las reacciones entre los iones y otros átomos “parecen haber sido mucho más importantes para la química en el universo primitivo de lo que se creía”, afirmó Kreckel.
Fuente: Live Science.
