Al centro della storia cosmica esiste un capitolo remoto e cruciale. Si tratta di quello della nascita delle prime stelle. In quell’epoca primordiale, dopo il Big Bang, l’universo era popolato solo da nubi di gas (soprattutto idrogeno ed elio). Affinchè quest’ultime potessero collassare sotto la propria gravità e accendere i primi soli, era necessario un raffreddamento efficace. Senza di esso, il gas non si sarebbe mai contratto abbastanza da innescare la fusione nucleare. L’idrogeno atomico, a temperature inferiori ai 10.000 gradi, si rivelava inefficiente in tale compito. Servivano molecole in grado di disperdere il calore nello spazio.
Nuovi dettagli sulla nascita delle stelle nell’universo
Fra tali molecole c’era l’idruro di elio (HeH+), la prima a formarsi nell’universo. Quest’ultima è composta da un atomo di elio e un protone. Da tempo considerata una comparsa nella grande scena cosmica, era nota per favorire, in seguito, la formazione di idrogeno molecolare (H₂), il vero carburante delle stelle. Eppure, la sua reale importanza è stata per anni sottovalutata.
Le cose sono cambiate con il lavoro di un gruppo di ricercatori del Max Planck Institute for Nuclear Physics (MPIK). Il team ha utilizzato il Cryogenic Storage Ring (CSR). Ciò per indagare le proprietà chimiche dell’HeH+ nelle condizioni dell’universo primordiale. Si tratta di un anello di accumulazione criogenico unico al mondo. Tale sofisticata apparecchiatura è in grado di riprodurre temperature di pochi gradi sopra lo zero assoluto. Simulando così il gelo delle cosiddette “epoche cosmiche buie”, prima dell’arrivo delle stelle.
In tale ambiente estremo, gli scienziati hanno fatto collidere ioni di HeH+ con atomi di deuterio, un isotopo dell’idrogeno. La teoria prevedeva che, a temperature così basse, la reattività chimica di tale molecola sarebbe crollata. Invece, i risultati sperimentali hanno rivelato un comportamento completamente diverso. L’idruro di elio manteneva un’attività chimica costante e sorprendentemente elevata. Ciò implica che il suo ruolo nel raffreddamento del gas e nella catena di reazioni che porta alla formazione dell’H2 sia stato molto più determinante di quanto ipotizzato. L’HeH+ passa così dall’essere percepito come un attore secondario a uno dei protagonisti assoluti dell’epopea cosmica che ha portato alla nascita delle prime stelle.
