In het begin van het heelal bestonden er geen moleculen. De eerste honderdduizenden jaren na de oerknal was het universum te heet en was de uv-straling te intens. Daardoor konden atomen met geen mogelijkheid verbindingen met elkaar aangaan. Wetenschappers hebben nu het type molecuul gevonden dat als eerste na de oerknal ten tonele verscheen.

Vlak na de oerknal waren er slechts drie atomen, de drie lichtste elementen die we kennen: waterstof, helium en lithium. Volgens de theoretische scheikunde zou het eerste molecuul dat zich vormen zodra het universum voldoende was afgekoeld – zo’n vierhonderdduizend jaar na de oerknal – een verbinding zijn tussen een heliumatoom en een waterstof-ion.

Op jacht naar geluk
LEES OOK
Op jacht naar geluk

Het resultaat van deze verbintenis is een heliumhydride-ion. Decennialang hebben sterrenkundigen tevergeefs geprobeerd om heliumhydride-ionen te vinden in de ruimte. Nu hebben David Neufeld en zijn collega’s van de Johns Hopkins-universiteit in Maryland, VS ze eindelijk gevonden.

Vliegende telescoop

Voor hun ontdekking gebruikten ze een detector aan boord van de Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), een telescoop in een vliegtuig dat hoog in de atmosfeer vliegt. Omdat SOFIA zo hoog vliegt, heeft de telescoop geen last van de waterdamp in de atmosfeer die het infrarode licht van ionen in de ruimte blokkeert. Die waterdamp maakt het moeilijk om ionen te detecteren met behulp van op de grond gebaseerde telescopen.

Neufeld en zijn collega’s vonden een gebied met ongeveer drieduizend heliumhydride-ionen per kubieke meter in de planetaire nevel NGC 7027. Deze bevindt zich zo’n drieduizend lichtjaar van ons vandaan en is de thuisbasis van een van de heetste sterren ooit waargenomen.

De NGC 7027 nevel
De nevel NGC 7027 waar het oermolecuul heliumhydride werd gevonden. Beeld: William B. Latter (SIRTF Science Center/Caltech) and NASA/ESA

Oermolecuul

‘We hebben niet de heliumhydride-ionen gevonden die zich als eerste in het universum gevormd hebben’, zegt Neufeld. ‘In plaats daarvan hebben we hetzelfde soort molecuul ontdekt dat zich relatief recent gevormd heeft, slechts drieduizend jaar geleden, aangezien dat is hoe lang het licht van de nevel nodig heeft gehad om ons te bereiken.’

Aangezien de condities in deze broeierig hete wolk van gas hetzelfde zijn als die in het vroege universum, is dit een teken dat ons begrip van de scheikunde van toen inderdaad klopt, zegt hij. ‘Het bevestigt dat we enig begrip hebben van interstellaire scheikunde’, zegt Neufeld.