Cientistas recriam as primeiras moléculas do universo - compreensão do cosmos primordial é desafiada.

Pela primeira vez, cientistas recriaram a formação das primeiras moléculas do universo com o objetivo de compreender melhor sobre a formação estelar inicial.

Notícia

Por Perri Thaler

Traduzido por Marco Centurion

Pela primeira vez, pesquisadores recriaram as primeiras moléculas do universo ao mimetizar as condições do cosmos primitivo e as descobertas feitas abalam nossa compreensão sobre a origem das estrelas no início do universo. “Exigem uma reavaliação da química do hélio no universo primitivo”, escreveram os cientistas no novo estudo, publicado em 24 de julho na revista Astronomy and Astrophysics.

Ilustração de moléculas de água no espaço (Créditos da imagem: ESO/L. Calçada, M. Kornmesser)

Esta matéria foi fornecida pelo Live Science, um site parceiro do Space.com. O comunicado pode ser lido aqui.

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As primeiras estrelas do universo.

Logo após o Big Bang, há 13,8 bilhões de anos, o universo estava sujeito a temperaturas extremamente altas. Poucos segundos depois, no entanto, a temperatura caiu o suficiente para que hidrogênio e hélio se formassem como os primeiros elementos. Centenas de milhares de anos após a formação desses elementos, o resfriamento permitiu que seus átomos se combinassem com elétrons em diferentes configurações, criando moléculas.

Segundo os pesquisadores, um íon de hidreto de hélio, ou HeH⁺, tornou-se a primeira molécula do universo. Esse íon é necessário para a formação do hidrogênio molecular, atualmente a molécula mais abundante do cosmos.

Tanto os íons de hidreto de hélio quanto o hidrogênio molecular foram cruciais para o desenvolvimento das primeiras estrelas, centenas de milhões de anos depois, afirmaram os cientistas.

Para que uma protoestrela inicie a fusão, ou seja, o processo que permite que as estrelas produzam sua própria energia, átomos e moléculas em seu interior precisam colidir e liberar energia. Esse processo é em grande parte ineficaz em temperaturas abaixo de 10.000 graus Celsius.

No entanto, os íons de hidreto de hélio são particularmente eficientes em manter o processo mesmo em temperaturas mais baixas, sendo considerados um fator potencialmente essencial para a formação estelar no universo primitivo.

Esquema de reação e nível energético da reação investigada do íon hidreto de hélio com deutério. Trata-se de uma reação rápida e sem barreiras, ao contrário do que teorias anteriores sugeriam. Ao fundo: a nebulosa planetária NGC 7027, com hidrogênio molecular visível em vermelho. (Créditos da imagem: MPIK; imagem de fundo com direitos autorais: W. B. Latter (SIRTF Science Center/Caltech) e NASA.)

Assim, a quantidade de íons de hidreto de hélio presente no cosmos pode ter influenciado significativamente a velocidade e a eficiência da formação das primeiras estrelas, conforme afirmaram os pesquisadores em comunicado.

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Muito mais importantes do que se supunha!

No novo estudo, os cientistas recriaram as reações iniciais do hidreto de hélio armazenando os íons a menos 267 graus Celsius por até 60 segundos, resfriando assim a molécula antes de forçá-los a colidir com hidrogênio pesado. Os pesquisadores estudaram como essas colisões, que são semelhantes às que iniciam a fusão em uma estrela, variavam de acordo com a temperatura das partículas.

Eles descobriram que as taxas de reação entre essas partículas não diminuem em temperaturas mais baixas, o que contradiz suposições anteriores.

“As teorias anteriores previam uma queda significativa na probabilidade de reação em baixas temperaturas, mas não conseguimos verificar isso, nem no experimento nem em novos cálculos teóricos”

afirmou em comunicado Holger Kreckel, coautor do estudo e pesquisador de física nuclear no Instituto Max Planck de Física Nuclear, na Alemanha.

Essa nova descoberta sobre o funcionamento dos íons de hidreto de hélio revisita a forma como os físicos entendem a formação das estrelas no universo primitivo. As reações entre os íons e outros átomos “parecem ter sido muito mais importantes para a química do universo inicial do que se supunha anteriormente”, disse Kreckel.

Artigo encontrado no site da agência de divulgação científica estadunidense Space.com  (originalmente publicado em 16/08/2025)

Link para acesso ao original: https://www.space.com/astronomy/scientists-just-recreated-the-universes-first-ever-molecules-and-the-results-challenge-our-understanding-of-the-early-cosmos