澳大利亞媒體稱，經(jīng)過數(shù)十年的搜索，科學(xué)家終于在太空中探測到了宇宙“大爆炸”之后的早期宇宙中形成的最早分子鍵。
據(jù)澳大利亞科學(xué)預(yù)警網(wǎng)站4月17日報道，在NGC7027行星星云中明確無誤地發(fā)現(xiàn)氦合氫離子（HeH+），使得在外層空間尋找這種行蹤不定分子的史詩般搜尋努力宣告結(jié)束，并將鞏固有關(guān)實際上使我們所知道的宇宙成為可能的化學(xué)過程的理論性預(yù)言。
▲NGC7027行星星云（美國國家航空航天局網(wǎng)站）
德國天文學(xué)家羅爾夫·居斯滕告訴科學(xué)預(yù)警網(wǎng)站：“附近宇宙中缺乏氦氫化物存在的證據(jù)，已經(jīng)導(dǎo)致了對我們所了解的早期宇宙化學(xué)過程的質(zhì)疑?，F(xiàn)在公布的這一發(fā)現(xiàn)將消除這些懷疑。”
報道稱，理論認(rèn)為，一旦早期宇宙在大約140億年前的“大爆炸”后冷卻下來，輕元素的離子便開始相互重新結(jié)合。在絕對溫度低于4000開（約為3727攝氏度）的某個狀態(tài)下，早期宇宙見證了研究人員所說的化學(xué)的黎明，而根據(jù)科學(xué)的假設(shè)，其完整的過程取決于一個關(guān)鍵的步驟。
居斯滕及他的研究伙伴們在一篇新論文中解釋說：“在這種沒有金屬和低密度的環(huán)境中，中性的氦原子通過與質(zhì)子的輻射聯(lián)系，形成了氦合氫離子（HeH+）形態(tài)的宇宙中最早的分子鍵?！?/p>
▲氦合氫離子（HeH+）的想象圖（英國《衛(wèi)報》網(wǎng)站）
報道回顧稱，幾乎早在一個世紀(jì)之前，科學(xué)家們就曾在正常的微觀規(guī)模上利用實驗室復(fù)制了這一基本化學(xué)過程——但依然存在一個相當(dāng)大的障礙。這個障礙就是在“野外”還從未發(fā)現(xiàn)過氦氫化物這種最基本的化合物。這里所說的“野外”指的是太空，也就是行星星云。
報道介紹，行星星云是發(fā)光、膨脹的電離氣體云團(tuán)，它們是在恒星生命的最后階段被噴射出來的——而且至少就氦合氫離子而言，它們是我們所知道的最接近于后“大爆炸”化學(xué)過程的天體類似物之一。
科學(xué)家們早在上世紀(jì)70年代就預(yù)言氦合氫離子可以在行星星云中形成，但在此之前我們一直沒能探測到它。
研究人員稱，這是因為對于試圖在特定紅外波長上探測這種分子的陸基光譜儀來說，地球的大氣層實際上如同一面厚厚的磚墻。此外，先前分辨率相對低的光譜測定技術(shù)的局限，使得對氦合氫離子的任何觀察充其量也是含糊不清的。
報道指出，居斯滕的團(tuán)隊能夠同時克服上述兩個障礙，這得益于美國國家航空航天局“平流層紅外天文學(xué)觀測站”（SOFIA）飛機(jī)搭載的“德國太赫茲頻率天文觀測接收器”（GREAT）所具備的能力。
▲美國國家航空航天局“平流層紅外天文學(xué)觀測站”（SOFIA）飛機(jī)。（德國航空航天中心網(wǎng)站）
居斯滕稱，GREAT接收器是世界上唯一能夠進(jìn)行此類觀測的儀器，而且只有在先搭乘飛機(jī)進(jìn)入天空的情況下，它才能探測到太空中的氦氫化物。居斯滕說：“這種搜索之所以無法從地面的天文臺進(jìn)行，是因為在149微米的波長上，地球的大氣層是完全不透光的。因此，你需要進(jìn)入太空，或者在像SOFIA這樣的高空飛行平臺上，在巡航于具有吸光性的低層大氣之上的狀態(tài)下操作你的儀器?！?/p>
上述發(fā)現(xiàn)刊載于英國《自然》周刊。
文章編輯 | 唐立辛
微信編輯 | 閃崢
審核 | 朱舜
