Pendant des milliards d’années, l’histoire du cosmos a été racontée à travers les étoiles. Mais qu’est-ce qui les a précédées ? Une équipe de chercheurs a réussi à recréer la première molécule de l’Univers, l’ion hydrure d’hélium (HeH+), en laboratoire, apportant ainsi une pièce manquante cruciale au puzzle de la formation des premières étoiles.
La première étape de la chimie cosmique
Environ 380 000 ans après le Big Bang, l’Univers s’était suffisamment refroidi pour que les premiers atomes se forment : principalement de l’hydrogène et de l’hélium. Cependant, il était encore trop chaud et trop peu dense pour que des molécules plus complexes se développent. C’est là qu’intervient l’ion hydrure d’hélium, une molécule simple mais d’une importance capitale, composée d’un atome d’hélium neutre et d’un noyau d’hydrogène chargé positivement. Ce fut la première liaison chimique jamais formée, déclenchant une chaîne de réactions qui a conduit à la création de l’hydrogène moléculaire (H2), l’ingrédient clé pour la formation des étoiles.
Résoudre une énigme de longue date
Pour qu’une étoile naisse, un nuage de gaz doit s’effondrer sous l’effet de sa propre gravité. Ce processus génère une chaleur immense, qui doit être dissipée pour que l’effondrement se poursuive. À des températures extrêmement élevées, l’hydrogène atomique peut jouer ce rôle, mais à mesure que l’Univers s’est refroidi, son efficacité a diminué. Les scientifiques ont émis l’hypothèse que l’ion hydrure d’hélium, avec son fort moment dipolaire, était l’agent de refroidissement principal qui a rendu ce processus possible dans l’Univers primitif.
À l’aide d’un instrument unique appelé l’anneau de stockage cryogénique (Cryogenic Storage Ring), des chercheurs du Max-Planck-Institut für Kernphysik ont reproduit les conditions de l’Univers primitif. Leur expérience s’est concentrée sur la réaction entre HeH+ et le deutérium, un isotope lourd de l’hydrogène. Ce qu’ils ont découvert est une percée surprenante : la vitesse de la réaction est restée presque constante même à de très basses températures. Cela contredisait les modèles théoriques précédents qui prédisaient un ralentissement significatif.
Réécrire l’histoire des premières étoiles
Cette nouvelle découverte suggère que l’ion hydrure d’hélium a joué un rôle bien plus important dans la chimie de l’Univers primitif qu’on ne le pensait auparavant. Le fait que son efficacité de refroidissement ne diminue pas à basse température signifie qu’il a été très efficace pour aider les nuages de gaz primordiaux à se débarrasser de la chaleur et à s’effondrer, influençant directement le calendrier et l’efficacité de la formation des premières étoiles.
Cette découverte ne fait pas que confirmer un aspect fondamental de la chimie cosmique, elle fournit également une base plus précise pour les modèles astrophysiques. Elle nous aide à comprendre comment l’Univers est passé de ses « âges sombres » au cosmos lumineux et rempli d’étoiles que nous connaissons aujourd’hui.
admin@lavie41.com 03/08/2025
