Alimlər Kainatın yaranmasından sonra baş verən ilk kimyəvi reaksiyaları yenidən yaratmağa nail olublar. Max Plank Nüvə Fizikası İnstitutundan (MPIK) Florian Grussienin rəhbərlik etdiyi fiziklər qrupu helium-hidrid ionunun (HeH+) kimyəvi reaksiyalarını təkrar edib. Bu molekul neytral helium atomunun ionlaşmış hidrogen atomu ilə birləşməsindən yaranır.

Bu reaksiyalar molekulyar hidrogenin (H2) – Kainatda ən çox yayılmış molekulun – formalaşmasının ilk addımlarıdır. Molekulyar hidrogen ulduzların yaranmasında əsas rol oynayır. Beləliklə, alimlərin yeni araşdırması Kainatın ilk mərhələlərində baş vermiş proseslərə daha aydınlıq gətirir.

Kainatın təxminən 13,8 milyard il əvvəlki doğuşu zamanı yüksək temperaturda atomların formalaşması mümkün olmayan isti, sıx hissəciklər şorbası yaranmışdı. Təxminən 380,000 il sonra nüvələr və elektronlar kifayət qədər enerjini itirərək ilk elementlərə çevrildilər. Bu elementlər əsasən hidrogen (75%), helium (25%) və az miqdarda litiumdan ibarət idi.

Hidrogen bu gün də Kainatın əsas tərkib hissəsi olaraq qalır; molekulyar qaz buludları ulduzların yaranmasına şərait yaradır. Lakin molekulyar buludların cazibə qüvvəsi altında sıxlaşaraq ulduz toxumlarını formalaşdırması HeH+ molekulunun köməyi olmadan mümkün deyildi. Alimlərin fikrincə, HeH+ molekulu Kainatın soyumasında mühüm rol oynayıb. Bu molekulun müsbət və mənfi yük arasında böyük məsafə olması onun istilik yayılmasına kömək etməsinə səbəb olub.

Araşdırmalar Max Plank İnstitutunun kriogen saxlanma halqasından istifadə edərək aparılıb. Bu qurğu vakuum mühitində və -267 dərəcə Selsi (absolut sıfırdan bir neçə dərəcə yuxarı) temperaturda təcrübələr üçün nəzərdə tutulub. Bu, dərin kosmosun şəraitini təqlid edir.

Tədqiqatçılar HeH+ ilə nüvəsində bir əlavə neytron olan hidrogen atomu (deyterium) arasındakı qarşılıqlı təsirləri araşdırıblar. Bu qarşılıqlı təsir neytral helium atomu və bir neytral hidrogen atomu ilə bir yüklü deyterium atomundan (HD+) ibarət molekul yaradır. Bu molekul ilkin komponentlərdən daha aşağı enerji səviyyəsinə malikdir.

Təcrübə zamanı alimlər HeH+ molekulları və neytral deyterium hissəciklərindən ibarət iki şüa istifadə ediblər. Hissəciklərin toqquşma enerjisini dəyişdirərək temperaturu təqlid ediblər və bunun reaksiyaların sürətinə təsir edib-etmədiyini yoxlayıblar. Nəticələr göstərib ki, temperatur reaksiyanın sürətinə təsir etmir. Bu, HeH+ molekulunun Kainatın soyuması zamanı əhəmiyyətinin azalmadığını və ilk ulduzların formalaşmasında mühüm rol oynadığını sübut edir.

"Əvvəlki nəzəriyyələr aşağı temperaturda reaksiyanın ehtimalının əhəmiyyətli dərəcədə azalacağını proqnozlaşdırmışdı, lakin biz nə təcrübədə, nə də yeni nəzəri hesablamalarda bunu təsdiq edə bilmədik," deyə Max Plank İnstitutundan fizikaçı Holger Kreckel bildirib. "HeH+ molekulunun neytral hidrogen və deyterium ilə reaksiyaları Kainatın erkən kimyasında əvvəl düşünüləndən daha vacib olub."

Araşdırmanın nəticələri "Astronomy & Astrophysics" jurnalında dərc olunub.