¿Cuál fue la primera molécula?

El Hidruro de Helio: La Primera Luz del Universo y el Fin de un Enigma Cósmico

La inmensidad del universo temprano, un caldo cósmico hirviente tras el Big Bang, nos presenta desafíos colosales para comprender sus orígenes. Durante décadas, una pregunta fundamental ha rondado las mentes de los cosmólogos: ¿cuál fue la primera molécula que se formó en este crisol primordial? La respuesta, aunque aparentemente sencilla, se mantuvo esquiva hasta hace relativamente poco: el hidruro de helio (HeH+).

Este compuesto, una combinación simple de helio e hidrógeno ionizado, no es una molécula que encontremos cotidianamente en la Tierra. Sin embargo, las simulaciones y modelos teóricos apuntaban persistentemente a su importancia crucial en la química del universo primigenio. Aproximadamente 100.000 años después del Big Bang, cuando el universo se enfrió lo suficiente como para permitir que los núcleos atómicos se combinaran con los electrones, el hidruro de helio surgió como el primer enlace químico, marcando el comienzo de la complejización molecular que eventualmente daría origen a las estrellas, las galaxias y, en última instancia, a nosotros mismos.

La formación de HeH+ fue vital porque allanó el camino para la creación de hidrógeno molecular (H2), el combustible estelar primordial que encendió las primeras estrellas. Sin el hidruro de helio como precursor, la evolución del universo habría tomado un curso radicalmente diferente, quizás incluso impidiendo la formación de las estructuras que observamos hoy.

A pesar de su importancia teórica, la detección del hidruro de helio en el espacio interestelar resultó ser un desafío formidable. La molécula es inherentemente inestable en la Tierra, requiriendo condiciones de laboratorio extremas para su estudio. Más importante aún, su señal espectral, la “huella dactilar” que permite a los astrónomos identificar moléculas en el espacio, es sutil y se encuentra en un rango de frecuencias del infrarrojo lejano que resulta difícil de observar desde la Tierra debido a la absorción atmosférica.

Durante años, los intentos de detección resultaron infructuosos, generando cierta frustración en la comunidad científica. La ausencia de evidencia observacional del HeH+ representaba una brecha significativa en nuestra comprensión del universo temprano, un enigma cosmológico que necesitaba ser resuelto.

Sin embargo, la persistencia y el ingenio de los astrónomos finalmente rindieron frutos. Utilizando el Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja (SOFIA), un avión Boeing 747 modificado con un telescopio de alta sensibilidad, se logró superar la barrera atmosférica y realizar observaciones en el rango infrarrojo lejano con una claridad sin precedentes.

En 2019, un equipo internacional de investigadores anunció la detección definitiva de hidruro de helio en la nebulosa planetaria NGC 7027, una región rica en hidrógeno y helio en proceso de ionización, muy similar a las condiciones que se cree que existieron en el universo temprano. Esta detección, publicada en la prestigiosa revista Nature, no solo confirmó la existencia del HeH+ en el espacio interestelar, sino que también validó las predicciones teóricas sobre su papel fundamental en la química del universo primigenio.

La detección del hidruro de helio marca un hito significativo en la astrofísica moderna. Resuelve un enigma cosmológico de larga data, proporcionando una pieza clave en el rompecabezas de los orígenes del universo. Más allá de su valor intrínseco, este descubrimiento subraya la importancia de la exploración espacial y la inversión en tecnologías de observación avanzadas para desentrañar los misterios del cosmos. El hidruro de helio, la primera luz del universo, finalmente ha sido revelado, iluminando un camino hacia una comprensión más profunda de nuestro lugar en la vastedad del tiempo y el espacio.

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