文章来源于新发现杂志 ，作者J Veyrieras
这场持续了上百年的探索终于有所收获。一支天文学团队通过探测星云，找到了宇宙第一种分子HeH+存在的证据，描绘出宇宙中化学反应的诞生过程。
"这天空真是绝妙！"
在2019年7月13日那个清澈的夜晚，万事俱备，只待收集一束在太空中传播了3000年的光。
遥远的 NGC 7027 星云该星云距地球 3000 光年，在其中心恒星的强光照射下，星云气体包层里的化学反应不断增加。
马普射电天文学研究所的赫尔穆特·威斯迈尔（Helmut Wiesemeyer）领导的这支团队由德国和美国的天体物理学家组成，他们知道机不可失，尤其是能得到海拔4168米的夏威夷莫纳克亚天文台享有盛名的美国国家航空航天局红外望远镜（NASA IRTF）的特许使用权。
如果一切顺利，研究将得出近几十年来天体化学中最重要的结论之一。他们为直径3米的天文望远镜配备了能够精确测量红外线强度的阶梯光栅光谱仪iSHELL，将它对准天鹅座方向上的NGC 7027星云——这是600年前一颗红巨星爆炸后留下的一团行星状气体云。
2019 年 7 月，NASA 的 ITFR 望远镜在波长 3.51629 微米和 3.60776微米处发现了两个红外信号。
这个富含碳元素的星云因易于观察而成为了天体化学领域的研究热点，且其中心白矮星强烈的紫外辐射（比太阳亮一万倍）能促进许多化学反应。
因此，NGC 7027星云是人类了解原子在冷寂的星际空间中聚集并逐渐形成大分子、乃至富勒烯（C60和C70）的理想场所。更重要的是，这里也是"围猎"一个特殊分子的场地。
自1925年被两位美国化学家合成以来，这个所谓的氦合氢离子（HeH+）困扰了天体化学家近一个世纪：作为宇宙中诞生的第一种分子，正是它将原子的宇宙转变成了分子的宇宙！
始于被孤立的氢核
事实上，科学家用来描述宇宙初期的模型十分清晰：在宇宙大爆炸38万年后，宇宙的温度降至4000 K以下，电子的随机运动逐渐变得缓慢，以至于能被呈正电性的氢核（单个质子）和氦核（由两个质子和两个中子构成）捕获形成氢原子和氦原子。
而此前被电子束缚的光子也得以挣脱（光子退耦），并就此在整个宇宙中自由传播，形成了我们至今仍能观测到的宇宙微波背景辐射——与此同时，氦合氢离子登场了。
1。 大爆炸后38 万年：仍然没有电子的少数氢核与氦核（1）碰撞形成第一种分子 HeH + （2）。
"99.99%的氢核捕获到了电子，但仍然存在着一小部分非常关键的无电子氢核。"智利康塞普西翁大学宇宙原初化学家斯特凡诺·博维诺（Stefano Bovino）解释说。这些被电子孤立的氢核很快与新形成的氦原子发生碰撞，并借助恢复自由的光子的相互作用产生了宇宙中的第一个化学键。
"这标志着宇宙中化学反应的开端。"博维诺强调道。"这种离子在宇宙的化学与分子演化过程中起着至关重要的作用。"威斯迈尔的同事拉尔夫·古斯滕（Rolf Güsten）强调说。
更何况氦合氢离子还是最强的酸，具有极高的反应活性，它一诞生就可以引出氢气——宇宙中第二种分子——的生成。
2。 接下来的数百万年：HeH + 始终保持着极高的反应活性，能使氢原子形成氢分子离子 H 2+ （3），H2+迅速捕获电子（4），形成氢气分子 H 2 （5），后者接着聚集成巨大的气体云。
氢分子随后迅速聚集成巨大的气体云，它在引力作用下坍缩，点燃了第一批恒星。这些恒星又通过其中心的核反应产生了新的元素：碳、氧、氮、铁，等等。
3。 又过了几亿年：氢气云坍缩并形成了第一批恒星，这些恒星死亡时会喷射出新的原子和更复杂的分子，比如水分子。
4。 时至今日：宇宙的化学复杂度不断增长，而相关过程由恒星锻造.............
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