Idruro di elio, la prima molecola dal Big Bang osservata per la prima volta
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Lo strumento GREAT a bordo dell'osservatorio stratosferico SOFIA consente di osservare la riga spettrale della prima, fragile molecola formata dall'universo nell'onda di una stella morente


Fonte Rolf Güsten et al. Astrophysical detection of the helium hydride ion HeH+, Nature (2019)


Rappresentazione artistica del rinvenimento delle prime molecole dell'Universo
Rappresentazione artistica del rinvenimento delle prime molecole dell'Universo

Più di 13 miliardi di anni fa l'universo era una zuppa indifferenziata di singoli atomi, in attesa delle prime stelle che si sarebbero formate soltanto da lì a cento milioni di anni. Le prime molecole sono emerse, invece, entro i centomila anni dal Big Bang con un insolito sodalizio tra elio e idrogeno, qualcosa che viene chiamato idruro dell'elio (HeH+). Molecole che hanno segnato il primo passo verso la chimica complessa di oggi. 

I modelli teorici hanno sempre indicato l'idruro di elio come prima molecola , seguita poi da una pletora di altre molecole via via più complesse. In laboratorio questo elemento è prodotto fin dal 1925 ma in ambiente naturale la ricerca è stata sempre più difficile. Dopo decenni di ricerca e di attesa queste molecole sono state finalmente rintracciate grazie alle osservazioni di GREAT installato su SOFIA, all'interno della nebulosa planetaria NGC 7027.

Immagine di Hubble della planetaria NGC 7027, con evidenza della zona di transizione tra regione HII (giallo-bianco) e guscio freddo (rosso). Nel fronte di ionizzazione si è formato lHeH+.
Immagine di Hubble della planetaria NGC 7027, con evidenza della zona di transizione tra regione HII (giallo-bianco) e guscio freddo (rosso). Nel fronte di ionizzazione si è formato lHeH+. Crediti HST/R. Gusten

Già negli anni Settanta del secolo scorso i modelli suggerivano di osservare nei gas espulsi dalle stelle morenti simili al Sole, fenomeni che avrebbero creato le condizioni adatte e simili a quelle del primo universo. Il problema è sempre stato legato alla frequenza , nel lontano infrarosso , cancellata dall'atmosfera terrestre. SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) nasce per ovviare a questo problema, osservando da 14 mila metri di altezza e oltrepassando l'85% del rumore atmosferico. Tre voli condotti a maggio 2016 hanno consentito l'osservazione: una grande dimostrazione della tendenza della natura a creare molecole, anche in ambienti a circa 4000°C. Si tratta di una unione di breve durata, molto instabile, che viene progressivamente rimpiazzata da legami molecolari ben più complessi e stabili.