Pela primeira vez, cientistas recriaram a formação das primeiras moléculas do universo, imitando as condições do universo primitivo. As novas descobertas desafiam a compreensão sobre a origem das estrelas no início do universo.
Logo após o Big Bang, há 13,8 mil milhões de anos, o universo estava a temperaturas extremamente altas. Poucos segundos depois, contudo, as temperaturas diminuíram o suficiente para que o hidrogénio e o hélio se formassem como os primeiros elementos.
Centenas de milhares de anos após a formação desses elementos, as temperaturas ficaram frias o suficiente para que os seus átomos se combinassem com eletrões em uma variedade de configurações diferentes, formando moléculas.
Um estudo publicado recentemente na Astronomy and Astrophysics revelou que um ião de hidreto de hélio — HeH+ — foi a primeira molécula de sempre.
Este ião é necessário para formar hidrogénio molecular, atualmente a molécula mais abundante no universo.
Tanto os iões de hidreto de hélio quanto o hidrogénio molecular foram fundamentais para o desenvolvimento das primeiras estrelas centenas de milhões de anos depois, afirmaram os investigadores.
Como escreve a Live Science, para que uma protoestrela inicie a fusão — o processo que permite às estrelas criar a sua própria energia —, os átomos e moléculas dentro dela devem colidir entre si e liberar calor. Esse processo é amplamente ineficaz em temperaturas abaixo de 10.000 graus Celsius.
No entanto, os iões de hidreto de hélio são particularmente bons em continuar o processo, mesmo em temperaturas baixas, e são considerados um fator potencialmente integral da formação estelar no início do universo.
A quantidade de iões de hidreto de hélio no universo pode, portanto, ter tido uma influência significativa na velocidade e eficácia da formação estelar inicial, explica o comunicado, divulgado na semana passada.
Uma recriação inédita
Os investigadores recriaram as reações iniciais do hidreto de hélio, armazenando os iões a menos 267 graus Celsius durante até 60 segundos para os arrefecer antes de os forçar a colidir com hidrogénio pesado.
Descobriu-se que as taxas de reação entre essas partículas não diminuem em temperaturas mais baixas, o que contradiz suposições anteriores.
“As teorias anteriores previam uma diminuição significativa na probabilidade de reação em baixas temperaturas, mas não conseguimos verificar isso nem na experiência nem em novos cálculos teóricos”, disse, no comunicado, o coautor do estudo Holger Kreckel, do Instituto Max Planck de Física Nuclear na Alemanha.
Esta descoberta desafia a forma como os físicos pensam que as estrelas se formaram no início do universo. “As reações entre os iões e outros átomos parecem ter sido muito mais importantes para a química no início do universo do que se pensava anteriormente”, afirmou Kreckel.
