Laboratório recria a primeira molécula após o Big Bang; o resultado não foi bem o esperado

Logo após o Big Bang, o universo era um lugar inimaginavelmente denso e quente. Mas, à medida que se expandia e esfriava, a matéria começou a se organizar. Primeiro, os prótons e nêutrons formaram os núcleos dos elementos mais leves. Trezentos e oitenta mil anos depois, as temperaturas caíram o suficiente para que os elétrons se unissem a esses núcleos, formando os primeiros átomos neutros: principalmente hidrogênio e hélio. E foi então, nessa infância cósmica, que nasceu a química.

A primeira ligação química do universo foi o íon de hidreto de hélio (HeH⁺). Uma molécula simples formada por um átomo de hélio neutro e um núcleo de hidrogênio; ou seja, um próton. Durante décadas, seu papel no nascimento das primeiras estrelas foi objeto de intensos debates e simulações teóricas.

Agora, uma equipe de pesquisadores do Instituto Max Planck de Física Nuclear, na Alemanha, conseguiu recriar pela primeira vez as reações dessa molécula em condições semelhantes às do universo primitivo. O resultado foi uma grande surpresa que obrigará os físicos a reconsiderar o que achavam que sabiam sobre como se acenderam as primeiras estrelas.

As primeiras estrelas

Após a formação dos átomos neutros, o universo entrou em um período conhecido como a “Idade das Trevas”. Ainda não havia objetos que emitissem luz, como as estrelas. Para que uma estrela nascesse, uma nuvem de gás precisava se contrair até alcançar a densidade e a temperatura suficientes para iniciar a fusão nuclear. Mas havia um problema: para que a nuvem se contraísse até esse ponto sob o efeito da gravidade, ela precisava dissipar calor.

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Abaixo dos 10.000 graus Celsius, os átomos de hidrogênio não são capazes de irradiar esse calor. É aqui que entram em cena as moléculas. O hidreto de hélio (HeH⁺) pode resfriar o gás de forma muito mais eficiente devido ao seu forte momento dipolar: ele irradia calor emitindo fótons ao rotacionar e vibrar.

Algo não bate

Os físicos acreditavam que o HeH⁺ havia sido um agente refrigerante fundamental no universo primitivo. O problema é que o HeH⁺ também podia ser destruído ao colidir com os onipresentes átomos de hidrogênio. Até agora, os modelos teóricos previam que a reação de destruição havia sido drasticamente desacelerada pelas baixíssimas temperaturas do universo primitivo, mas ninguém havia comprovado isso experimentalmente.

Os resultados do experimento, publicados na revista Astronomy & Astrophysics, são completamente inesperados. Diferentemente de todas as previsões, a reação não desacelera em temperaturas baixas. Na verdade, sua velocidade se mantém quase constante. Ocorre o que os físicos chamam de uma “reação sem barreira”.

Imagem | NASA, ESA

Este texto foi traduzido/adaptado do site Xataka Espanha.