La nascita delle prime stelle è uno dei capitoli più affascinanti e ancora parzialmente oscuri della storia del cosmo. Come hanno fatto le immense nubi di gas primordiale, emerse dal Big Bang, a collassare su se stesse fino ad accendere i primi soli? Per decenni, gli scienziati hanno attribuito un ruolo da comprimaria a una molecola fondamentale, la prima in assoluto a formarsi: l'idruro di elio, o HeH+. Oggi, una nuova scoperta ci costringe a riconsiderare il suo contributo, svelando che il suo ruolo potrebbe essere stato molto più determinante di quanto avessimo mai immaginato.
Il protagonista di questa storia scientifica è un team di ricercatori del Max Planck Institute for Nuclear Physics (MPIK) di Heidelberg, in Germania. Per sondare il comportamento di questa antichissima molecola, composta da un atomo di elio e un protone, hanno utilizzato un'apparecchiatura unica al mondo, il Cryogenic Storage Ring (CSR).
Questo anello di accumulazione criogenico permette di ricreare le condizioni estreme dell'universo primordiale, portando l'ambiente a temperature di pochi gradi sopra lo zero assoluto. In questo gelo cosmico simulato, gli scienziati hanno fatto collidere ioni di HeH+ con atomi di deuterio, un isotopo dell'idrogeno, per osservarne le reazioni chimiche. Il risultato è stato sorprendente. Contrariamente a tutte le previsioni teoriche, che ipotizzavano un drastico calo della reattività a temperature così basse, l'idruro di elio ha continuato a reagire con un'efficienza inaspettatamente costante.
Nelle cosiddette "epoche cosmiche buie", prima che le stelle iniziassero a brillare, il raffreddamento del gas era un passaggio obbligato. Senza un efficace meccanismo di dispersione del calore, le nubi di gas non avrebbero potuto contrarsi a sufficienza sotto la spinta della gravità per innescare la fusione nucleare. Gli atomi di idrogeno da soli sono inefficienti in questo compito a temperature inferiori ai 10.000°C.
Servivano molecole in grado di irradiare via l'energia, e l'HeH+ era una di queste. Il fatto che rimanesse così chimicamente attiva significa che il suo contributo a questo processo di raffreddamento e alla successiva catena di reazioni che porta alla formazione dell'idrogeno molecolare (H2), il vero carburante delle stelle, è stato molto più significativo di quanto si pensasse.
Come ha sottolineato il dottor Holger Kreckel del MPIK, i modelli precedenti semplicemente non reggevano il confronto con i dati sperimentali. Collaborando con il fisico teorico Yohann Scribano, il team ha anche individuato un errore di lunga data nei calcoli della superficie di energia potenziale usata per predire il comportamento dell'HeH+. Una volta corretto questo errore, le nuove simulazioni si sono finalmente allineate con i risultati dell'esperimento.
Questa ricerca, pubblicata sulla rivista Astronomy & Astrophysics, non si limita a correggere un dettaglio tecnico, ma ridisegna il ruolo della prima molecola dell'universo, trasformandola da semplice spettatrice a protagonista nella grande epopea della formazione stellare.
Data breach at French telecom giant Bouygues affects millions of customers