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Detectada una de las primeras MOLÉCULAS que se formaron en el universo

La molécula HeH + fue la primera que se formó cuando hace casi 14 mil millones de años, las bajas temperaturas del Universo primitivo permitieron la recombinación de los elementos ligeros producidos en el Big Bang. En ese momento, los átomos de hidrógeno ionizado y helio neutro reaccionaron para formar HeH + .
A pesar de su importancia ha sido una molécula muy difícil de detectar, pero por fin se ha conseguido operando con el gran espectrómetro de infrarrojo lejano a bordo del observatorio SOFIA (SOFIA es un avión de pasajeros Boeing 747SP modificado para llevar un telescopio de 2,7 m de diámetro). El descubrimiento lo ha realizado un equipo de investigación internacional dirigido por Rolf Güsten del Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) en Bonn, Alemania, la detección de la molécula se ha producido la nebulosa planetaria NGC 7027.

Espectro de HeH + observado en la nebulosa planetaria NGC 7027. Créditos: NIESYTO; Imagen NGC 7027: William B. Latter (Centro de Ciencias SIRTF / Caltech) y NASA / ESA; Espectro: Rolf Güsten / MPIfR

Cuando la temperatura en el joven Universo había caído por debajo de 4000 K, los iones de los elementos ligeros (hidrógeno, helio, deuterio y trazas de litio) producidos en la nucleosíntesis del Big Bang se recombinaron en orden inverso a su potencial de ionización. El helio se combinó primero con electrones libres para formar el primer átomo neutral. En ese momento, el hidrógeno todavía estaba ionizado (presente en forma de protones desnudos). Los átomos de helio se combinaron con estos protones en el ion de hidruro de helio HeH + , el primer enlace molecular del Universo. A medida que avanzaba la recomendación, HeH + reaccionó con el hidrógeno neutro y creó un primer camino hacia la formación de hidrógeno molecular, que marca el comienzo del universo moderno.

A fines de la década de 1970, los modelos astroquímicos sugirieron la posibilidad de que el HeH + pudiera existir en las nebulosas, y sería más fácil de observar en la nebulosas planetarias, ya que la molécula es expulsada por estrellas similares al Sol en la última etapa de su vida. El duro campo de radiación producido por la estrella enana blanca central con una temperatura de más de 100.000 grados impulsa los frentes de ionización en la envoltura expulsada, donde se predice que se formará HeH + .

La molécula emitirá su línea espectral más fuerte a una longitud de onda característica de 0.149 mm (o una frecuencia de 2.01 terahertz). Pero como la atmósfera de la Tierra es opaca en esta longitud de onda para los observatorios terrestres, lo que requiere que esta búsqueda se realice desde el espacio o un observatorio de alto vuelo como SOFIA que navega por encima de las capas absorbentes de la atmósfera inferior,

El GRAN espectrómetro de infrarrojo lejano está montado en la brida del telescopio del observatorio volador SOFIA Créditos:  Carlos Duran / MPIfR.

Para saber más:

Noticia: Primera detección astrofísica del ion hidruro de helio.

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