قام العلماء بإعادة إنشاء أول جزيئات على الإطلاق – والنتائج تتحدى فهمنا للكون المبكر

عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.

تم توفير هذه القصة من قبل العلم المباشر، موقع أخت من Space.com.

لأول مرة ، قام الباحثون بإعادة إنشاء أول جزيئات على الإطلاق من خلال تقليد ظروف الكون المبكر.

وكتب الباحثون في الدراسة الجديدة ، التي نشرت في 24 يوليو في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية: “

النجوم الأولى في الكون

بعد Big Bang قبل 13.8 مليار سنة ، كان الكون خاضعًا لدرجات حرارة عالية للغاية. بعد بضع ثوان ، انخفضت درجات الحرارة بما يكفي لتشكيل الهيدروجين والهيليوم كعناصر أول على الإطلاق. مئات الآلاف من السنين بعد تلك العناصر التي تشكلت ، أصبحت درجات الحرارة باردة بما يكفي لتجمع ذراتها مع الإلكترونات في مجموعة متنوعة من التكوينات المختلفة ، مع تزوير الجزيئات.

وفقًا للباحثين ، أصبح أيون هيدريد الهيليوم – أو هيه+ – أول جزيء على الإطلاق. هناك حاجة إلى أيون لتشكيل الهيدروجين الجزيئي ، والآن الجزيء الأكثر وفرة في الكون.

وقال الباحثون إن كل من أيونات هيدريد الهيليوم والهيدروجين الجزيئي كانت حاسمة لتطوير النجوم الأولى مئات الملايين من السنين.

لكي تبدأ البروتوستار في الاندماج – العملية التي تمكن النجوم من إنشاء طاقتها الخاصة – يجب أن تصطدم الذرات والجزيئات داخلها مع بعضها البعض وإطلاق الحرارة. هذه العملية غير فعالة إلى حد كبير في درجات حرارة أقل من 18000 درجة فهرنهايت (10000 درجة مئوية).

ومع ذلك ، فإن أيونات هيدريد الهيليوم جيدة بشكل خاص في مواصلة العملية ، حتى في ظل درجات الحرارة الباردة ، وتعتبر عاملًا لا يتجزأ من تكوين النجوم في الكون المبكر.

وقال الباحثون في بيان إن كمية أيونات هيدريد الهيليوم في الكون قد يكون لها تأثير كبير على سرعة وفعالية تكوين النجوم المبكرة.

أكثر أهمية بكثير مما كان يفترض سابقًا

في الدراسة الجديدة ، قام الباحثون بإنشاء تفاعلات هيدريد الهيليوم المبكرة عن طريق تخزين الأيونات عند 449 درجة فهرنهايت (ناقص 267 درجة مئوية) لمدة تصل إلى 60 ثانية لتبريدها قبل إجبارها على التصادم مع الهيدروجين الثقيل. درس الباحثون كيف تغيرت التصادم – على غرار تلك التي تشارك في الاندماج في النجم – اعتمادًا على درجة حرارة الجسيمات.

ووجدوا أن معدلات التفاعل بين هذه الجسيمات لا تبطئ في درجات حرارة منخفضة ، والتي تتناقض مع الافتراضات القديمة.

قصص ذات صلة

– هل الحياة واسعة الانتشار في جميع أنحاء الكون؟ الجزيئات العضوية المعقدة الموجودة في قرص كوكب الطيران

-عثر العلماء على واحدة من أكبر جزيئات الفضاء القائمة على الكربون على الإطلاق. هذا هو السبب في أن هذه مشكلة كبيرة

– كيف قد تكون “رغوة الكم” قد تضخمت الكون المبكر

وقال مؤلف المشاركة في الدراسة في البيان “النظريات السابقة تنبأت بانخفاض كبير في احتمال التفاعل في درجات حرارة منخفضة ، لكننا لم نتمكن من التحقق من ذلك إما في التجربة أو الحسابات النظرية الجديدة”.

يتحدى هذا الاستنتاج الجديد لكيفية عمل أيونات هيدريد الهيليوم كيف يعتقد الفيزيائيون النجوم التي تشكلت في الكون المبكر. وقال كريكل إن التفاعلات بين الأيونات والذرات الأخرى “تبدو أكثر أهمية بالنسبة للكيمياء في الكون المبكر مما كان يفترض سابقًا”.