¿Cuál es la primera molécula?

El Hidruro de Helio (HeH+): El Primer Ladrillo del Universo

El universo temprano, un lugar inimaginablemente caliente y denso, era un crisol de partículas elementales. A medida que el universo se expandía y se enfriaba después del Big Bang, se dieron las condiciones para que se formaran los primeros átomos. Sin embargo, la historia del universo no comienza con la formación de átomos estables, sino con un paso crucial previo: la creación de la primera molécula, el hidruro de helio (HeH+).

El hidruro de helio, compuesto por un átomo de helio y un protón (ion de hidrógeno) unidos por un enlace químico, puede parecer simple, pero su existencia fue fundamental para la evolución del universo. Su formación en el universo temprano es un proceso que se desencadenó gracias a las condiciones extremas que reinaban en ese momento.

¿Por qué el hidruro de helio era tan importante? La respuesta radica en su capacidad para catalizar la formación de hidrógeno molecular (H₂). En el universo primitivo, el hidrógeno atómico (H) era abundante, pero para que este hidrógeno jugara un papel importante en la formación de estructuras cósmicas, necesitaba transformarse en hidrógeno molecular (H₂). El HeH+ actuó como el facilitador de esta transformación.

La reacción crucial involucraba la interacción entre el HeH+ y el hidrógeno atómico (H), dando como resultado helio y el crucial hidrógeno molecular (H₂):

HeH+ + H → He + H₂

Este proceso es vital porque el hidrógeno molecular tiene la capacidad de irradiar energía a través de la emisión de fotones, un proceso de enfriamiento gravitacional. Este enfriamiento gravitacional permitió que regiones del universo se contrajeran bajo su propia gravedad, fragmentándose y condensándose para dar origen a las primeras estrellas.

Imaginemos el escenario: el universo temprano lleno de átomos de hidrógeno y helio. El HeH+ se forma y, al reaccionar con el hidrógeno atómico, produce hidrógeno molecular. Este hidrógeno molecular se enfría, permitiendo que la gravedad tome el control y comience a agrupar la materia. De esta manera, el HeH+ actuó como un catalizador cósmico, allanando el camino para la formación de las primeras estrellas, las cuales, a su vez, fueron responsables de la síntesis de elementos más pesados que eventualmente darían lugar a las galaxias y los planetas que conocemos hoy.

Durante mucho tiempo, la existencia del HeH+ en el universo temprano fue una hipótesis basada en modelos teóricos. Sin embargo, en 2019, utilizando el observatorio estratosférico SOFIA, los astrónomos lograron detectar de forma inequívoca la presencia de HeH+ en la nebulosa planetaria NGC 7027, confirmando su existencia en el universo actual y reforzando la validez de los modelos que predecían su importancia en el universo temprano.

En conclusión, el hidruro de helio (HeH+) no es solo una molécula, es la primera molécula que se formó en el universo. Su existencia, aunque breve, fue fundamental para el desarrollo del cosmos, actuando como la chispa que encendió la formación de las primeras estrellas y, en última instancia, dando origen a todo lo que vemos a nuestro alrededor. Es un recordatorio de que incluso las entidades más pequeñas pueden tener un impacto colosal en la historia del universo.