Pour la première fois, les chercheurs ont recréé les premières molécules de l’univers en imitant les conditions de la Univers précoce.
Les résultats secouent notre compréhension de l’origine des étoiles dans le début de l’univers et « appelle à une réévaluation de la chimie de l’hélium dans le début de l’univers », ont écrit les chercheurs dans la nouvelle étude, publiée le 24 juillet dans la revue Astronomie et astrophysique.
Les premières étoiles de l’univers
Juste après le Big bang Il y a 13,8 milliards d’années, l’univers était soumis à des températures extrêmement élevées. Quelques secondes plus tard, cependant, les températures ont suffisamment diminué pour que l’hydrogène et l’hélium se forment comme le premier éléments. Des centaines de milliers d’années après la formation de ces éléments, les températures sont devenues suffisamment cool pour que leurs atomes se combinent avec des électrons dans une variété de configurations différentes, forgeant des molécules.
Selon les chercheurs, un ion hydrure d’hélium – ou Heh + – est devenu la toute première molécule. L’ion est nécessaire pour former l’hydrogène moléculaire, maintenant la molécule la plus abondante de l’univers.
Les ions hydrure d’hélium et l’hydrogène moléculaire étaient essentiels au développement des premières étoiles des centaines de millions d’années plus tard, ont déclaré les chercheurs.
Pour qu’un protostar commence fusion – Le processus qui permet aux étoiles de créer leur propre énergie – des atomes et des molécules à l’intérieur doivent entrer en collision les uns avec les autres et libérer de la chaleur. Ce processus est largement inefficace à des températures inférieures à 18 000 degrés Fahrenheit (10 000 degrés Celsius).
Cependant, les ions hydrure d’hélium sont particulièrement bons pour poursuivre le processus, même à des températures fraîches, et sont considérés comme un facteur potentiellement intégré de la formation des étoiles dans l’univers précoce.
La quantité d’ions hydrure d’hélium dans l’univers peut donc avoir eu une incidence significative sur la vitesse et l’efficacité de la formation des étoiles précoces, ont déclaré les chercheurs déclaration.
Bien plus important qu’on ne le supposait précédemment
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont recréé les premières réactions de l’hydrure d’hélium en stockant les ions à moins 449 degrés Fahrenheit (moins 267 degrés Celsius) jusqu’à 60 secondes pour les refroidir avant de les forcer à entrer en collision avec de l’hydrogène lourd. Les chercheurs ont étudié comment les collisions – similaires à celles qui lancent la fusion dans une étoile – ont changé en fonction de la température des particules.
Ils ont constaté que les taux de réaction entre ces particules ne ralentissent pas à des températures plus basses, ce qui contredit les hypothèses plus anciennes.
« Les théories précédentes ont prédit une diminution significative de la probabilité de réaction à basse température, mais nous n’avons pas pu le vérifier dans l’expérience ou de nouveaux calculs théoriques », co-auteur de l’étude Holger Kreckelqui étudie la physique nucléaire au Max Planck Institute for Nuclear Physics en Allemagne, a déclaré dans le communiqué.
Cette nouvelle découverte de la fonction des ions hydrure d’hélium remet en question la façon dont les physiciens pensent que les étoiles se sont formées dans l’univers précoce. Les réactions entre les ions et autres atomes « semblent avoir été beaucoup plus importantes pour la chimie dans l’univers précoce qu’auparavant », a déclaré Kreckel.
