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Pela primeira vez, os pesquisadores recriaram o universo primeiro moléculas de sempre imitando as condições do Universo Primeiro.
As descobertas agitam nossa compreensão da origem das estrelas no universo inicial e “exige uma reavaliação da química do hélio no universo inicial”, escreveram os pesquisadores no novo estudo, publicado em 24 de julho no Journal Astronomia e astrofísica.
As primeiras estrelas no universo
Logo após o Big Bang 13,8 bilhões de anos atrás, o universo estava sujeito a temperaturas extremamente altas. Alguns segundos depois, porém, as temperaturas diminuíram o suficiente para hidrogênio e hélio para se formar como o primeiro elementos. Centenas de milhares de anos depois que esses elementos se formaram, as temperaturas ficaram frias o suficiente para que seus átomos se combinassem com elétrons em uma variedade de configurações diferentes, forjando moléculas.
Segundo os pesquisadores, um íon hidreto de hélio – ou HEH+ – tornou -se a primeira molécula de todos os tempos. O íon é necessário para formar hidrogênio molecular, agora a molécula mais abundante do universo.
Tanto os íons hidreto de hélio quanto o hidrogênio molecular foram críticos para o desenvolvimento das primeiras estrelas centenas de milhões de anos depois, disseram os pesquisadores.
Para um protostar começar fusão – O processo que permite que as estrelas criem sua própria energia – átomos e moléculas dentro dele devem colidir entre si e liberar calor. Esse processo é amplamente ineficaz em temperaturas abaixo de 18.000 graus Fahrenheit (10.000 graus Celsius).
No entanto, os íons hidretos de hélio são particularmente bons em continuar o processo, mesmo em temperaturas frias, e são consideradas um fator potencialmente integral de formação de estrelas no universo inicial.
A quantidade de íons hidretos de hélio no universo pode, portanto, ter tido uma influência significativa na velocidade e na eficácia da formação de estrelas precoces, disseram os pesquisadores em um declaração.
Muito mais importante do que anteriormente assumido
No novo estudo, os pesquisadores recrutaram reações precoces de hidreto de hélio armazenando os íons a menos de 449 graus Fahrenheit (menos 267 graus Celsius) por até 60 segundos para resfriá -los antes de forçá -los a colidir com hidrogênio pesado. Os pesquisadores estudaram como as colisões – semelhantes às que chutam a fusão em uma estrela – mudaram dependendo da temperatura das partículas.
Eles descobriram que as taxas de reação entre essas partículas não diminuem a temperaturas mais baixas, o que contradiz as suposições mais antigas.
“As teorias anteriores previram uma diminuição significativa na probabilidade de reação em baixas temperaturas, mas não conseguimos verificar isso no experimento ou no novo cálculos teóricos”, o co-autor do estudo Holger Kreckelque estuda física nuclear no Instituto Max Planck de Física Nuclear na Alemanha, disse em comunicado.
Essa nova descoberta de como os íons hidretos de hélio funcione desafia como os físicos pensam que as estrelas se formaram no universo inicial. As reações entre os íons e outros átomos “parecem ter sido muito mais importantes para a química no universo inicial do que anteriormente assumiu”, disse Kreckel.
