ثانیههایی پس از انفجار بزرگ، جهان تازهمتولد شده اولین عناصر را به وجود آورد — شکلهای یونیزهشده هیدروژن و هلیوم. این ذرات با هم ترکیب شدند و هلیوم هیدرید را ساختند — نخستین مولکول در تاریخ جهان. چند صد میلیون سال دیگر طول کشید تا اولین ستارگان به وجود آیند و دانشمندان مدتهاست که دربارهی ماهیت دقیق فرآیندهای شیمیایی منجر به تولد آنها کنجکاو بودهاند.
برای بررسی دقیقتر داستان پیدایش ستارگان، دانشمندان مؤسسه ماکس پلانک برای فیزیک هستهای در هایدلبرگ آلمان، هلیوم هیدرید را در آزمایشگاه بازسازی کردند. آنها دریافتند که این مولکول احتمالاً نقش بسیار بزرگتری در تولد ستارگان داشته است تا آنچه قبلاً تصور میشد، به گونهای که به ابرهای گازی اولیه کمک میکرد تا گرمای کافی را از دست دهند و به اندازهای سرد شوند که به ستارهها فروپاشیده شوند.
در این مطالعه، پژوهشگران برخوردهای بین هلیوم هیدرید و دوتریوم را بازسازی کردند؛ آزمایشی که به گفته آنها احتمالاً اولین نمونه از نوع خود است، بر اساس یک بیانیه خبری. یافتههای آنها که در ۲۴ ژوئیه در مجله Astronomy & Astrophysics منتشر شد، نشان میدهد که نرخ واکنش با کاهش دما ثابت باقی میماند که این نتیجه با تحقیقات پیشین در تضاد است.
هولگر کرکل، پژوهشگر مؤسسه ماکس پلانک و نویسنده اصلی این مطالعه، در بیانیهای گفت: «نظریههای قبلی کاهش قابلتوجهی در احتمال واکنش در دماهای پایین پیشبینی کرده بودند، اما ما نتوانستیم این موضوع را نه در آزمایش و نه در محاسبات نظری جدید همکارانمان تأیید کنیم.»
او افزود: «واکنشهای هلیوم هیدرید با هیدروژن خنثی و دوتریوم به نظر میرسد که نقش بسیار مهمتری در شیمی جهان اولیه داشتهاند نسبت به آنچه قبلاً تصور میشد.»
دو واکنش هلیوم هیدرید مولکول هیدروژن تولید میکنند و احتمالاً به تشکیل ستارگان در جهان اولیه کمک کردهاند. در واکنش اول — که در این مطالعه بازسازی شد — دوتریوم، ایزوتوپی از هیدروژن که علاوه بر پروتون یک نوترون هم دارد، با هلیوم هیدرید برخورد میکند و هیدروژن دوترید تولید میشود؛ شکلی از مولکول هیدروژن که از یک اتم هیدروژن و یک اتم دوتریوم تشکیل شده است. واکنش دیگر زمانی رخ میدهد که هلیوم هیدرید با یک اتم هیدروژن خنثی برخورد میکند و هیدروژن مولکولی خنثی تولید میکند. هر دو نوع مولکول هیدروژن به عنوان مواد خنککننده عمل میکنند و به سحابیها کمک میکنند تا گرما را از دست داده، متراکم شوند و در نهایت به ستارگان فروپاشیده شوند.
