نخستین مولکول‌های جهان باز تولید شدند

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اسپیس، محققان نخستین مولکول های جهان را با تقلید از شرایط جهان در بدو پیدایش باز تولید کردند. یافته های این پژوهش درک ما را از ریشه پیدایش ستارگان در جهان اولیه تغییر می دهد و نشان دهنده ارزیابی دوباره از ترکیب هلیوم در شرایط اولیه جهان است.

پس از انفجار بزرگ در ۱۳.۸ میلیارد سال قبل، جهان در معرض دمای بسیار بالایی قرار گرفت. اما چند ثانیه بعد، دما به اندازه‌ای کاهش یافت که هیدروژن و هلیوم به‌عنوان نخستین عناصر شکل بگیرند.

به گفته محققان یک یون هلیوم هیدرید یا HeH+نخستین مولکول جهان شد. این یون برای تشکیل هیدروژن مولکولی موردنیاز است و اکنون در دسترس ترین مولکول جهان به حساب می آید.

برای آنکه یک پیش ستاره فرایند همجوشی را آغاز کند که طی آن ستارگان می توانند انرژی خاص خود را بسازند، اتم ها و مولکول های آن باید با یکدیگر برخورد و گرما آزاد کنند. این فرایند در دمای کمتر از ۱۰ هزار درجه سلیوس کارآمد نیست.

اما یون های هلیوم هیدرید برای ادامه این فرایند بسیار مناسب هستند و حتی در دمای خنک می توانند این کار را انجام دهند. به همین دلیل یک جز جدا نشدنی برای تشکیل ستارگان در جهان اولیه به شمار می روند. بنابراین مقدار یون های هلیوم هیدرید در جهان احتمالا تاثیر قابل توجهی بر سرعت و کارآمدی شکل گیری اولیه ستارگان داشته باشد.

محققان در این پژوهش واکنش‌های اولیه هیدرید هلیوم را با ذخیره یون‌ها در دمای منفی ۲۶۷ درجه سانتیگراد به مدت ۶۰ ثانیه برای خنک کردن آنها قبل از برخورد اجباری با هیدروژن سنگین، بازسازی کردند. آنها بررسی کردند که چگونه این برخوردها که مشابه برخوردهایی هستند که همجوشی را در یک ستاره آغاز می‌کنند، بسته به دمای ذرات تغییر می‌کنند.

آنها متوجه شدند نرخ بازسازی بین این ذرات در دماهای پایین تر کاهش نمی یابد که این امر با فرضیات قدیمی تر تضاد دارد.

هولگر کرکل مولف پژوهش در انستیتو مکس پلانک آلمان در این باره می گوید: نظریه‌های پیشین کاهش چشمگیری را در احتمال وقوع واکنش در دماهای پایین پیش‌بینی کرده بودند اما ما نتوانستیم این موضوع را نه در آزمایش‌ها و نه در محاسبات نظری جدید تأیید کنیم.

این کشف جدید درباره‌ نحوه‌ی عملکرد یون‌های هلیوم هیدرید، درک فیزیک‌دانان از چگونگی شکل‌گیری ستارگان در جهان اولیه را به چالش می‌کشد. به گفته کرکل به نظر می‌رسد واکنش‌های میان این یون‌ها و سایر اتم‌ها برای شیمی جهان اولیه بسیار مهم‌تر از آن چیزی باشد که پیش‌تر تصور می‌شد.