Найдены самые древние молекулы во Вселенной
Считается, что в начале всего был Большой Взрыв. После этого, примерно через 100 000 лет, первые атомы гелия и водорода начали образовывать связи, создавая молекулы гидрида гелия. Впервые в истории ученым удалось обнаружить эти молекулы — прямую связь с самим зарождением Вселенной.
Задолго до космических колоссов вроде черных дыр и кластеров галактик, в мире царил именно гидрид гелия. Когда его молекулы только начинали формироваться, Вселенной в привычном нам смысле еще, фактически, не было — лишь огромная температура и первые молекулы, натыкающиеся друг на друга во время хаотического движения. Формирование связки HeH — это свидетельство того, что Вселенная остыла в достаточной степени и начала расширяться. Позже охлажденный гелий будет взаимодействовать с гидридом гелия, порождая молекулярный водород — ключевой «строительный компонент» первых звезд.
Вся информация, озвученная выше — это давняя теория, у которой не хватало самого важного фрагмента: доказательства. «Отсутствие доказательств самого существования гидрида гелия в межзвездном пространстве было дилеммой для астрономии на протяжении десятилетий», — говорит Рольф Гестен из Института радиоастрономии им. Макса Планка в Бонне, Германия. Гестен — автор новой работы, поставившей своей целью добыть искомые доказательства.
NASA
Так выглядит мобильная воздушная обсерватория в наши дни
Для этого ученые обратились за помощью к NASA и получили доступ к SOFIA — крупнейшей в мире воздушной обсерватории, построенной американским космическим агентством в сотрудничестве с Немецким аэрокосмическим центром (DLR). Фактически, это модифицированный под научные нужды самолет Boeing 747SP, на котором установлен отражающий телескоп длиной 2,7 метра.
Гидрид гелия издавна представлял проблемы для ученых. В конце 1970-х при изучении планетарной туманности под названием NGC 702 возникло растущее подозрение, что она может быть «колыбелью» для этой молекулы. Но ничто, даже космические телескопы, не могло отфильтровать шум туманности и различить в нем специфический сигнал гидрида гелия. Поэтому ученые обратились к SOFIA. Самолет летит на высоте 13 700 метров, чтобы минимизировать зашумленность земной атмосферы. Хотя обсерватория не может, как телескоп Хаббла, приближаться к различным объектам в космосе, у нее есть другое важное преимущество — она может спуститься на землю. А значит, в случае необходимости ученые могут оперативно вносить коррективы и калибровать оборудование прямо в процессе работы.
Один из ключевых элементов, который помогает астрономам в работе — GREAT, приемник тетрагерцовых частот. Ученые смогли изменить его так, чтобы появился отдельный канал специально для частот, присущих сугубо гидриду гелия. Именно благодаря ему результаты работы увенчались успехом. «Было так здорово быть там и наконец впервые увидеть гидрид гелия в данных», — рассказывает Гестен. «Наше открытие окончательно устранило сомнения, бытовавшие относительно верного понимания основной химии ранней Вселенной».
