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在今天的宇宙中，我們看到物質(zhì)會(huì)聚集在一起，形成巨大、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，比如行星、恒星、星系......

但這一切都是從何而來？

回到138億年前，在大爆炸后，宇宙非常炙熱。那時(shí)恒星、星團(tuán)等還沒有出現(xiàn)，有的只是少數(shù)的幾種元素，其中大部分是氫和氦。隨著宇宙的不斷膨脹和冷卻，在大爆炸核合成時(shí)期產(chǎn)生的輕元素便開始結(jié)合。

科學(xué)家認(rèn)為，在大爆炸的10萬年后，中性氦原子（He）與質(zhì)子（實(shí)際上是帶正電的氫離子，H?）會(huì)開始反應(yīng)，形成宇宙中的第一批分子：HeH?（氦合氫離子）。這是宇宙演化的第一步。

○ 氦合氫離子是早期宇宙形成的第一批分子。| 圖片來源：NASA/Ames Research Center

之后，HeH?與氫原子反應(yīng)，創(chuàng)造了形成氫分子的第一個(gè)路徑，這為第一批恒星的形成奠定了基礎(chǔ)。之后，在宇宙的漫長(zhǎng)演化歷史中，恒星逐漸創(chuàng)造了宇宙中的其他元素（比如碳、氧、氮等）。盡管HeH?在早期宇宙歷史上有著如此重要的位置，但在過去，科學(xué)家一直沒有在星際空間中尋找到它的蹤跡。

我們知道，氦本身是一種惰性氣體，很難與其他原子結(jié)合。但在1925年，實(shí)驗(yàn)科學(xué)家設(shè)法讓氦與氫離子共享一個(gè)電子，成功地在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造出了HeH?。但是，我們真的可以找到這些誕生于早期宇宙的第一批分子嗎？我們可能永遠(yuǎn)無法找到它們，因?yàn)樗鼈冊(cè)诤芫靡郧皯?yīng)該就已經(jīng)消失了。

然而，到了1970年代末，理論家預(yù)測(cè)這些分子很有可能在行星狀星云中形成，因?yàn)樵谀抢镉兄c早期宇宙相似的物理?xiàng)l件。但40多年來，科學(xué)家并沒有發(fā)現(xiàn)任何證據(jù)，這使得相關(guān)理論也受到了質(zhì)疑。

馬克斯普朗克射電天文研究所的天文學(xué)家Rolf Güsten表示：“宇宙的化學(xué)始于HeH?。長(zhǎng)久以來，由于缺乏能證明它存在于星際空間中的確鑿證據(jù)，使得天文學(xué)陷入左右為難的處境?！?/span>

2016年，天文學(xué)家再次瞄準(zhǔn)了一個(gè)年輕的行星狀星云：NGC 7027。

○ 行星狀星云是一顆低質(zhì)量到中等質(zhì)量的恒星（比如我們的太陽）在耗盡其燃料后，將其外層拋出而形成的。外層的氣體膨脹進(jìn)入太空，形成通常有著環(huán)狀或氣泡狀的星云。大約200年前，威廉·赫歇爾稱這些球狀的云為行星狀星云，因?yàn)樗鼈兿裥行且粯邮菆A的。在行星狀星云的核心，會(huì)留下一顆熾熱的白矮星。圖中顯示的是行星狀星云NGC 7027。