Des astronomes trouvent enfin la première molécule à s’être formée dans l’univers
Après des décennies de recherches, des astronomes ont enfin trouvé la toute première molécule à s’être formée dans l’univers. L’ion d’hydrure d’hélium (HeH+) a longtemps été un élément théorique clé de la façon dont la chimie du cosmos a débuté, mais son absence apparente dans l’espace a fait craindre aux scientifiques de se tromper. La première preuve univoque de la molécule dans une nébuleuse planétaire a été trouvée.
Image d’entête : la nébuleuse planétaire NGC 7027, où les astronomes ont réalisé la première détection de la molécule d’ion hélium hydrure (Hubble/ NASA/ ESA/ Judy Schmidt)
L’histoire raconte que peu après le Big Bang, l’hydrogène et l’hélium ont dominé le jeune univers. Finalement, des atomes d’hélium neutres se sont combinés à l’hydrogène ionisé pour former HeH+, qui aurait été le premier type de molécule possible à partir des ingrédients disponibles. Cela a donné naissance à différentes combinaisons qui se sont peu à peu transformées en une vaste bibliothèque de produits chimiques que nous connaissons aujourd’hui.
Tout cela est bien beau en théorie, mais la confirmation que c’est ainsi que cela s’est passé échappe aux scientifiques depuis des décennies. HeH+ a été produit pour la première fois en laboratoire en 1925, mais malgré l’espoir qu’il devrait être naturellement abondant dans le milieu interstellaire, la molécule n’avait jamais été observée jusqu’à présent.
Selon Rolf Güsten, premier auteur de l’étude :
La chimie de l’univers a commencé avec HeH+. L’absence de preuves définitives de son existence même dans l’espace interstellaire a longtemps été un dilemme pour l’astronomie.
Le problème est que HeH+ émet sa raie spectrale la plus forte à une fréquence de 2,01 THz, que l’atmosphère terrestre peut bloquer. Pour surmonter ce problème, les scientifiques utilisent maintenant l’Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge (SOFIA) de la NASA, qui peut explorer le cosmos depuis son perchoir à bord d’un Boeing 747SP. Comme cet observatoire mobile vole à une altitude pouvant atteindre 13 700 m, il peut obtenir une vue non obscurcie des longueurs d’onde infrarouges requises.
Et bien sûr, en utilisant SOFIA, l’équipe a repéré la signature spectrale révélatrice de HeH+ dans l’enveloppe de la nébuleuse planétaire NGC 7027.
Le spectre de HeH+ détecté par SOFIA (NIESYTO/ William B. Latter/ SIRTF Science Center/Caltech/ NASA/ ESA/ Rolf Güsten/MPIfR)
Selon David Neufeld, coauteur de l’étude :
La découverte de HeH+ est une démonstration de la tendance de la nature à former des molécules. Malgré les ingrédients peu prometteurs qui sont disponibles, un mélange d’hydrogène avec l’hélium, un gaz noble non réactif, et un environnement difficile à des milliers de degrés Celsius, une molécule fragile se forme. Remarquablement, ce phénomène peut non seulement être observé par les astronomes, mais aussi compris à l’aide des modèles théoriques que nous avons développés.
L’étude publiée dans Nature : Astrophysical detection of the helium hydride ion HeH+ et présentée sur le site du Max Planck Institute for Radio Astronomy : First astrophysical detection of the helium hydride ion.