Alimlər kainatın ilk kimyəvi reaksiyasını yenidən yaradıblar

     Araşdırma göstərir ki, helium hidridi ilə neytral hidrogen və deyterium arasındakı reaksiyalar erkən kainat kimyasında əvvəl düşünüldüyündən daha mühüm rol oynayıb. Alimlər kainatın ən ilkin anlarında baş vermiş əsas kimyəvi reaksiyaları yenidən yaratmağa müvəffəq olublar. Onlar ilk ulduzların necə yarandıqlarını anlamağa kömək edəcək təəccüblü nəticələr əldə ediblər. 13.8 milyard il əvvəl baş vermiş Böyük partlayışdan dərhal sonra kainat çox sıx və isti bir yer idi. Cəmi bir neçə saniyə ərzində kainat bir qədər soyudu və bu, subatom hissəciklərinin birləşərək ilk kimyəvi elementləri - hidrogen və heliumu yaratmasına şərait yaratdı. Həmin vaxt elektronlar hələ atom nüvələri ilə birləşməmişdi. Yalnız 380 000 il sonra kainat o qədər soyudu ki, neytral atomların meydana gəlməsi mümkün oldu. Rekombinasiya adlanan bu proses elektronların atom nüvələrinə birləşməsinə imkan verdi və bu da ilk kimyəvi reaksiyalar üçün əsas yaratdı.

     Ən ilk kimyəvi reaksiyalardan biri helium hidridi ionunun (HeH+) yaranması olub və bu, kainat tarixindəki ilk molekul hesab edilir. Bu molekul neytral helium atomunun müsbət yüklü hidrogen nüvəsi ilə birləşməsi nəticəsində yaranıb. Molekulun yaranması sonradan molekulyar hidrogenin (H2) - kainatda ən geniş yayılmış molekulun - əmələ gəlməsinə səbəb olan kimyəvi reaksiyaları başladıb. Rekombinasiyadan sonra kainatda “kosmik qaranlıq çağ” adlı dövr başladı. Bu zaman kainat şəffaf oldu, çünki sərbəst elektronlar artıq atomlarla birləşmişdi, lakin hələ ulduzlar və digər işıq mənbələri yaranmamışdı. Yalnız bir neçə 100 milyon il sonra ilk ulduzlar kainatı işıqlandırmağa başladı. Kainatın mövcudluğunun erkən mərhələsində HeH+ və H2 kimi sadə molekullar ilk ulduzların yaranmasında həlledici rol oynayıblar. Gələcək ulduzun nüvəsində termonüvə sintezinin başlaya bilməsi üçün qaz buludunun cazibə qüvvəsinin təsiri ilə kifayət qədər sıxılmasına ehtiyac var.

     Bu isə istiliyin yayılması ilə mümkün olur. İstiliyin yayılması atom və molekulların toqquşaraq həyəcanlanması və ardınca enerjini foton şəklində buraxması ilə baş verir. Lakin temperatur təxminən 10 000 dərəcə Selsidən aşağı düşdükdə, bu proses hidrogen atomlarının üstünlük təşkil etməsi səbəbilə qeyri-effektiv olur. Daha da soyuma yalnız dönmə və vibrasiya vasitəsilə əlavə enerji yaymağa qadir molekulların köməyi ilə baş verə bilər. Dipol momentinə görə HeH+ ionu bu cür aşağı temperaturda xüsusilə effektiv sayılır və uzun müddət ilk ulduzların formalaşması zamanı soyuducu maddə kimi potensial əhəmiyyətli namizəd hesab olunub. Bu isə o deməkdir ki, helium hidridi ionlarının kainatdakı konsentrasiyası ilk ulduzların yaranma səmərəliliyinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir edə bilər.

     Bu dövrdə helium hidridi ionunun (HeH+) sərbəst hidrogen atomları ilə toqquşması onun parçalanmasının əsas yolu idi. Bu proses nəticəsində neytral helium atomu və H2+ ionu əmələ gəlirdi. Daha sonra H2+ digər hidrogen atomu ilə reaksiyaya girərək neytral H2 molekulu və proton yaradırdı ki, bu da molekulyar hidrogenin formalaşmasına gətirib çıxarırdı. İndi isə alimlər ilk dəfə bu kimyəvi reaksiyanı erkən kainatın şəraitinə yaxın laboratoriya mühitində uğurla təkrarlayıblar. Onlar HeH+ ionunun deyteriumla - atom nüvəsində protonla yanaşı əlavə neytron da daşıyan hidrogen izotopu ilə reaksiyasını öyrəniblər.

     Bu reaksiya zamanı HeH+ ilə deyterium qarşılıqlı təsirə girərək neytral helium atomu ilə yanaşı H2+ əvəzinə HD+ ionu yaradır. Alimlər toqquşma tezliyinin toqquşmanın enerjisinə - yəni birbaşa temperaturla əlaqəli olan amilə - necə dəyişdiyini araşdıra biliblər. Onlar müəyyən ediblər ki, mövcud fərziyyələrin əksinə olaraq, bu reaksiyanın sürəti temperatur azaldıqca zəifləmək əvəzinə, demək olar ki, sabit qalır. Tədqiqatın müəllifləri bildirirlər ki, əvvəlki proqnozlara əsasən aşağı temperaturlarda kimyəvi reaksiyanın baş vermə ehtimalının əhəmiyyətli dərəcədə azalacağı gözlənilirdi, lakin aparılan təcrübələr bunu təsdiqləməyib. Beləliklə, HeH+ ionunun neytral hidrogen və deyteriumla reaksiyaları erkən kainatın kimyası üçün əvvəl düşünüləndən qat-qat daha əhəmiyyətli olmuşdur.