¿Qué se creó primero en el universo? Copiar al portapapeles

Poco después del Big Bang las temperaturas en el universo eran muy altas por lo que existían partículas incapaces de mantenerse unidas. Durante mucho tiempo se explicó teóricamente que la primer molécula debió formarse con elementos muy ligeros como el helio y el hidrógeno. Desde 1925 fue posible crear esta molécula en laboratorio, sin embargo, en 2016 se hicieron las observaciones que confirmaron que sí existe en el universo.

Los inicios del universo

Unos segundos después de que el universo se creara, existían núcleos atómicos, electrones y fotones; todos flotando sin la posibilidad de unirse por las altas temperaturas. Después aparecieron los primeros átomos, de los cuales hidrógeno y helio fueron los más abundantes. Unos 100 mil años después de la gran explosión los átomos lograron combinarse para formar moléculas, pero ¿cuál fue la primera en formarse?

En un universo joven la temperatura era de aproximadamente 4 mil grados Kelvin (casi 3727 Centígrados); los elementos ligeros se pudieron combinar en orden opuesto a su potencial de ionización, entonces los núcleos atómicos se pudieron encontrar con electrones libres y después de un largo proceso llegaría la primera molécula: el hidruro de helio.

¿Cómo se descubrió?

Durante mucho tiempo se tuvo un dilema respecto a esta molécula primitiva. El hidruro de helio fue durante mucho tiempo el candidato ideal para ser la primera molécula del universo, sin embargo no había evidencia de que realmente existiera. En la década de los 70 se propuso una alternativa para encontrar estas moléculas.

Las nebulosas expulsadas por una estrella en su última etapa antes de convertirse en supernova parecían un campo fértil para encontrar esta combinación poco común en nuestro entorno estelar. El hallazgo vino de una nebulosa planetaria a unos 3 mil años luz de la Tierra: una nebulosa que alguna vez fue una estrella parecida a nuestro Sol.

El ion en particular se consigue cuando la radiación de la estrella ioniza la nebulosa. En ese momento la temperatura es muy elevada y las condiciones son similares a las de los inicios del universo. Para confirmarlo se recurrió a mediciones de radiación ultravioleta y una actualización del Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA, por sus siglas en inglés) fue la clave para conseguirlo.

SOFIA es un telescopio infrarrojo que viaja sobre un avión modificado. Se encuentra sobre la estructura de un Boeing 747 capaz de volar sobre la parte baja de la atmósfera. Con tres vuelos realizados a una altura de 45 mil pies (casi 13.7 kilómetros de altura) se consiguieron las observaciones que llevaron a confirmar la existencia de la molécula a una distancia de 3 mil años luz.

El Receptor Alemán de Frecuencias en Terahertz (GRAET, por sus siglas en inglés) consiguió los datos necesarios. Este instrumento funciona como un receptor de radio y se puede adaptar para recibir una frecuencia específica. Así como hace unos años, para encontrar una estación de radio se buscaba su frecuencia exacta, los científicos encargados de monitorear el ion de Hidruro de Helio definieron la frecuencia exacta que este debía tener.

En 2016, los científicos lograron la primera observación de este ion, que se estima se formó unos 100,000 años después del Big Bang, unos 13,800 millones de años.

¿Qué importancia tiene?

Esta confirmación de la existencia de lo que por décadas fue una molécula razonable pero inobservable fue la clave para comprender mejor la química del universo primitivo.

Lo que sigue para Rolf Güsten del Instituto Max Plank de Radio Astronomía, que fue quien estuvo atrás de esta investigación, es confirmar el descubrimiento mediante observaciones en otros telescopios. El siguiente que apuntará en esa dirección de la galaxia es la Gran Alineación Milímetrica de Atacama (ALMA, por sus siglas en inglés).

Aún hay muchos huecos en la historia del universo por explicar, no obstante cada vez son más y mejores los instrumentos astronómicos que apuntan hacia arriba.