Tái tạo phân tử đầu tiên của vũ trụ, giải mã bí ẩn 13 tỉ năm

Các nhà khoa học đã tìm ra những hiểu biết mới về chu trình phản ứng giúp hình thành nên phân tử đầu tiên trong không gian, mở đường cho sự tiến hóa sang giai đoạn mới của vũ trụ.

Lâu trước khi các ngôi sao thắp sáng bầu trời, vũ trụ là một nơi đậm đặc, nóng. Trong khung cảnh tối tăm và hỗn độn, một phản ứng hóa học đơn giản đã âm thầm trải đường cho mọi thứ diễn ra sau đó.

Các nhà khoa học giờ đây đã tái hiện được phân tử đầu tiên của vũ trụ, tên gọi ion helium hydride (HeH+), và phát hiện phân tử này đóng vai trò lớn hơn nhiều trong quá trình khai sinh các vì sao hơn là chúng ta vẫn tưởng.

HeH+ hình thành khi một nguyên tử heli trung tính kết hợp với hạt nhân hydro tích điện dương. Sự ra đời của nó đã khởi đầu một chuỗi phản ứng, cuối cùng dẫn đến phân tử hydro (H₂), cũng là phân tử phổ biến nhất trong vũ trụ ngày nay.

Nhờ vào môi trường phòng thí nghiệm siêu lạnh và được thiết kế đặc biệt, đội ngũ chuyên gia Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK, Đức) đã mô phỏng lại những điều kiện trong hơn 13 tỉ năm trước.

Cụ thể, cuộc thí nghiệm được thực hiện bên trong thiết bị tên gọi "Vòng lưu trữ đông lạnh" ở trụ sở của MPIK tại Heidelberg, đô thị ở phía nam Frankfurt. Trong đó, vòng lưu trữ đông lạnh là công cụ vô cùng đặc biệt có thể cho phép điều tra những phản ứng ở cấp phân tử và nguyên tử trong các điều kiện như không gian.

Theo báo cáo đăng trên chuyên san Astronomy & Astrophysics, kết quả nghiên cứu của MPIK cho thấy phân tử cổ đại HeH+ giúp làm nguội vũ trụ xuống ngưỡng cho phép các ngôi sao có thể xuất hiện.

Khám phá mới có thể viết lại một phần của lịch sử về cách thức vũ trụ tiến hóa từ giai đoạn đêm trường vĩnh cửu để đón ánh sáng đầu tiên.