پس از ۱۳ میلیارد سال نخستین مولکول کیهانی ردیابی شد

نخستین مولکول کیهانی یا همان مولکولی که پس از بیگ بنگ بنیان مولکولی کیهان را پایه ریزی کرد هلیوم هیدرید (helium hydride) بود که دانشمندان اخیرا توانسته اند برای اولین بار این مولکول را ردیابی کنند.

ستاره شناسان موفق به ردیابی اولین مولکولی شدند که برای نخستین بار پایه های اولیه مولکولی کیهان را شکل داده است. این مولکول هلیوم هیدرید است که در دوران ابتدایی بیگ بنگ و در جهنم اولیه شکل گیری کیهان پا به عرصه نهاد.

هزاران سال پس از مهبانگ، سوپ داغ و اولیه کیهانی بتدریج سرد شد و شرایط را برای شکل گیری نخستین مولکول کیهانی فراهم کرد و هلیوم هیدرید متولد گردید. پس از بیگ بنگ در واقع هلیوم  هیدرید یا HeH+ اولین مولکولی بود که سنگ بنای کیهان را بنیان نهاد.

به مدت یک قرن دانشمندان به مطالعه این مولکول ابتدایی در قالب تحقیقات آزمایشگاهی مشغول بودند، اما موفق نمی شدند تا رد پایی از آن را در کیهان کشف نمایند. اخیرا و به یمن فناوری های پیشرفته تلسکوپی، آنها موفق به ردیابی مولکول هلیوم هیدرید در ابر گازی اطراف یک سحابی سیاره ای شدند که ۳ هزار سال نوری با ما فاصله دارد.

شکل گیری مولکول هلیوم هیدرید در ۱۳ میلیارد سال پیش

شاید باورش سخت باشد، اما ۱۳ میلیادر سال طول کشیده تا این کشف جدید صورت گیرد، زیرا بیش از ۱۳ میلیادر سال پس از بیگ بنگ، ردیابی این مولکول ممکن شده و نشان می دهد که هلیوم هیدرید و شکل گیری آن در ابرگاز سحابی سیاره ای مانند شکل گیری آن در دوران ابتدایی پس از بیگ بنگ است.

هر چند اهمیت این مولکول بر روی زمین چندان زیاد نیست اما شیمی کیهانی با این یون آغاز شد. کشف این مولکول دانشمندان را بسیار هیجان زده کرد زیرا در نهایت نتیجه یک قرن تلاش خود را مشاهده کردند.

هلیوم هیدرید قوی ترین اسید شناخته شده بر روی زمین است که برای نخستین بار در سال ۱۹۲۵ و در داخل لابراتوار شکل گرفت. این مولکول از هلیوم و هیدروژن و ترکیب آن دو بدست می آید که هر دو به وفور در کیهان یافت می شوند. در واقع هلیوم و هیدروژن اجزاء مولکول هایی هستند که ۱۳ میلیارد و ۸۰۰ میلیون سال پیش از راکتور هسته ای بیگ بنگ بیرون آمدند.

دانشمندان معتقدند این مولکول اولین نمونه مولکول شکل گرفته پس از بیگ بنگ بوده است و در واقع پس از آنکه روند سرد شدن کیهان در امتداد انفجار بزرگ شروع شد، این مولکول نیز پا به عرصه کیهانی گذاشت.

کیهان در حال سرد شدن به پروتون، نوترون و الکترون اجازه داد تا در کنار یکدیگر و در داخل اتم به همزیستی برسند.

برای دانشمندان به یقین این امکان وجود ندارد تا نوار شکل گیری کیهان را به عقب برگردانند و تشخیص دهند که این مولکول برای نخستین بار در کجا متولد شد. اما اکنون قادر به مشاهده بخشی از کیهان در همسایگی خود هستند که شرایطی مشابه با دوران ابتدایی بیگ بنگ داشته و در عین حال اجازه می دهد تا هلیوم هیدرید ساخته شود.

این بخش از کیهان همان طور که قبلا اشاره شد یک سحابی جوان از گاز و پلاسما است که از ستاره های در حال مرگ ایجاد شده است. این سحابی ها در زمانی شکل می گیرند که ستاره هایی بمانند خورشید به دوران انتهایی زندگی خود نزدیک می شوند.

این ستاره های در حال مرگ در این زمان پوسته خارجی خود را به بیرون پرتاب کرده و در نهایت سرد شده و تبدیل به توپ های کریستالی می شوند. هر چند این ستاره ها در حال مرگ هستند و بتدریج سرد می شوند اما آنقدر گرما دارند تا اتم های هیدروژن را از الکترون هایش جدا کنند و اتم هیدروژن را تبدیل به پروتون های بی حافاظی نمایند که برای شکل گیری و فرمدهی به مولکول هلیوم هیدرید مورد نیاز است.

خوشبختانه ردیابی این مولکول با طول موج های مادون قرمز صورت گرفته که این طول موج به راحتی از اتمسفر زمین رد می شود. کشف این مولکول همانگونه که گفته شد در محیطی صورت گرفته که ۳ هزار سال نوری با ما فاصله دارد و در واقع سحابی سیاره ای موسوم به NGC 7027 میزبان این مولکول است.

ستاره شناسان در نهایت موفق به ردیابی نشانه هایی از مولکول هلیوم هیدرید در داخل این سحابی شدند. نشانه های مادون قرمز ساطع شده از این مولکول در نهایت خود را به زمین رساند و در واقع این نشانه ها اولین شاهد بر وجود این مولکول باستانی عنوان شدند.

کشف هلیوم هیدرید بیانگر این مهم است که طبیعت در ذات خود تمایل به شکل دادن به مولکول ها دارد. در واقع در دوران ابتدایی شکل گیری کیهان و در زمانی که جهنم بیگ بنگ هنوز در ابتدای راه خود بود، طبیعت با وجود گرمای هزاران درجه ای و فقدان ترکیبات لازم، تصمیم می گیرد تا ترکیبی از هیدروژن و هلیوم را ارائه دهد تا در نهایت بتواند مولکولی با ساختاری هر چند شکننده را به کیهان معرفی نمیاد.