Ta historia została przedstawiona przez Nauka na żywosiostrzana strona Space.com.
Po raz pierwszy naukowcy odtworzyli Wszechświat pierwsze cząsteczki poprzez naśladowanie warunków wczesny wszechświat.
Odkrycia wstrząsają naszym zrozumieniem pochodzenia gwiazd we wczesnym wszechświecie i „wzywa do ponownej oceny chemii helu we wczesnym wszechświecie”, napisali naukowcy w nowym badaniu, opublikowanym 24 lipca w czasopiśmie w czasopiśmie Astronomia i astrofizyka.
Pierwsze gwiazdy we wszechświecie
Tuż po Wielki Wybuch 13,8 miliarda lat temu wszechświat podlegał wyjątkowo wysokim temperaturom. Kilka sekund później temperatury spadły wystarczająco wodór I hel Aby utworzyć jako pierwszy w historii elementy. Setki tysięcy lat po utworzeniu tych elementów temperatury stały się wystarczająco chłodne, aby ich atomy mogły połączyć się z elektronami w różnych konfiguracjach, tworząc cząsteczki.
Według naukowców jon wodordu helu – lub HEH+ – stał się pierwszą w historii cząsteczką. Jon jest potrzebny do tworzenia wodoru molekularnego, obecnie najliczniejszej cząsteczki we wszechświecie.
Naukowcy podali, że zarówno jony wodorku helu, jak i wodór molekularny były kluczowe dla rozwoju pierwszych gwiazd setki milionów lat później.
Na rozpoczęcie protostaru połączenie – Proces, który umożliwia gwiazdom tworzenie własnej energii – atomy i cząsteczki w nim muszą zderzyć się ze sobą i uwolnić ciepło. Proces ten jest w dużej mierze nieskuteczny w temperaturach poniżej 18 000 stopni Fahrenheita (10 000 stopni Celsjusza).
Jednak jony wodorku helu są szczególnie dobre w kontynuowaniu procesu, nawet w chłodnych temperaturach, i są uważane za potencjalnie integralny czynnik tworzenia gwiazd we wczesnym wszechświecie.
Naukowcy powiedzieli, że ilość jonów wodorotu helu we wszechświecie mogła mieć znaczny wpływ na szybkość i skuteczność wczesnej formowania oświadczenie.
O wiele ważniejsze niż wcześniej zakładano
W nowym badaniu naukowcy odtworzyli wczesne reakcje wodorku helu, przechowując jony z prędkością 449 stopni Fahrenheita (minus 267 stopni celsjusza) przez okres do 60 sekund, aby zachować ich ochłodzenie, zanim zmusili je do zderzenia z ciężkim wodorem. Naukowcy badali, w jaki sposób zderzenia – podobne do tych, które rozpoczynają fuzję w gwiazdzie – zmieniły się w zależności od temperatury cząstek.
Odkryli, że szybkości reakcji między tymi cząstkami nie spowalniają w niższych temperaturach, co jest sprzeczne z starszymi założeniami.
„Poprzednie teorie przewidywały znaczny spadek prawdopodobieństwa reakcji w niskich temperaturach, ale nie byliśmy w stanie zweryfikować tego w eksperymencie lub nowych obliczeniach teoretycznych”, współautor badania Holger Kreckelktóry bada fizykę nuklearną w Max Planck Institute for Nuclear Physics w Niemczech, powiedział w oświadczeniu.
To nowe odkrycie, w jaki sposób funkcjonują jony wodorku helu, kwestionuje sposób, w jaki fizycy myślą, że gwiazdy powstały we wczesnym wszechświecie. Reakcje między jonami i innymi atomami „wydają się być znacznie ważniejsze dla chemii we wczesnym wszechświecie, niż wcześniej zakładano” – powiedział Kreckel.
