Het bestaan van het molecuul werd in 1925 al aangetoond, maar werd nog nooit in de ruimte gevonden.

Onderzoekers hebben het helium hydride ion (HeH +) gevonden; het eerste molecuul dat zich in het piepjonge heelal vormde. Het ion bestaat uit een heliumatoom en een proton. Hoewel het bestaan ervan al bijna 95 jaar geleden in een laboratorium werd aangetoond, was het ion nog nooit in de ruimte aangetroffen.

helium hydride ion (HeH +) aangetroffen in de planetaire nevel NGC 7027. Afbeelding: NIESYTO design; Image NGC 7027: William B. Latter (SIRTF Science Center/Caltech) and NASA/ESA; Spectrum: Rolf Güsten/MPIfR (Nature, April 18, 2019)

Chemie
“De chemie van het universum begon met HeH +,” zegt onderzoeker Rolf Güsten. “Maar het ontbreken van definitief bewijs van zijn bestaan in de interstellaire ruimte is al heel lang een dilemma in de astronomie.” Tot nu toe draaiden eerdere zoektochten naar het molecuul op niets uit. Dat had er mede mee te maken dat spectrometers niet sterk genoeg waren om het molecuul bij geschikte golflengten te detecteren.


Planetaire nevel
In de jaren zeventig stelden onderzoekers voor dat HeH + het gemakkelijkst te zien zou moeten zijn in een zogenoemde planetaire nevel. Dit is een gloeiend omhulsel van gas en stof en wordt uitgeworpen door zonachtige sterren in de laatste fase van hun leven. Het harde stralingsveld dat wordt geproduceerd door zo’n ster – die aangeduid wordt als een ‘witte dwerg’ – zou er voor zorgen dat HeH + wordt gevormd.

Spectroscoop
Dankzij grote sprongen op het technische vlak konden er hoge resolutie spectroscopen gefabriceerd worden. En één daarvan bevindt zich aan boord de SOFIA-telescoop. De onderzoekers besloten hun pijlen te richten op de planetaire nevel NGC 7027. De jonge leeftijd van deze nevel maakt het een geschikte kandidaat voor de vorming van het oeroude molecuul, omdat de omstandigheden vergelijkbaar zijn met die van het vroege universum.

Gevonden!
In de buurt van deze planetaire nevel werd inderdaad het molecuul zonder enige twijfel gedetecteerd. “De ontdekking van HeH + is een prachtige demonstratie van hoe de natuur is ingesteld om moleculen te vormen,” zegt onderzoeker David Neufeld. “Ondanks de niet veel belovende ingrediënten – een mengsel van waterstof met het niet-reactieve edelgas helium en een barre omgeving van duizenden graden Celsius – vormt er zich toch een fragiel molecuul.”

De detectie van dit bijzondere molecuul brengt een decennialange zoektocht naar een goed einde. Het is daarnaast een ongekende beloning voor de vele jaren die er in het ontwikkelen van betere instrumenten gestoken wordt.