¿Cuál fue la primera molécula que se formó en el universo?

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VALERIA ATZIYADE RAMIREZ CRUZ

Cuando pensamos en los primeros instantes del Universo, tras el Big Bang, podríamos imaginar que las primeras moléculas en formarse fueron las más simples y familiares para nosotros, como el hidrógeno molecular (H₂) o el helio molecular (He₂). Ambos elementos son los más abundantes en el cosmos y resulta lógico suponer que, al ser tan comunes, también serían los primeros en unirse para formar moléculas. Sin embargo, la historia de las primeras moléculas del Universo no sigue un camino tan predecible.

El Universo en sus primeros momentos era un lugar extremo: extremadamente caliente, lleno de partículas subatómicas y radiación. A medida que el cosmos se fue enfriando, aparecieron los primeros átomos, principalmente hidrógeno y helio, los ingredientes básicos para las moléculas. Pero la primera molécula que surgió no fue ni H₂ ni He₂, sino algo mucho más exótico y sorprendente: el hidruro de helio (HeH⁺). Esta molécula, a veces llamada "la molécula que no debería existir", tiene una historia fascinante que nos transporta a los primeros momentos de la historia de nuestro Universo.

LA PRIMERA MOLÉCULA

El hidruro de helio (HeH⁺) es una molécula compuesta por un átomo de helio y un protón de hidrógeno. Esta molécula apareció cuando el Universo tenía unos 100.000 años de antigüedad, lo cual en términos cósmicos es apenas un suspiro después del Big Bang. Pero ¿cómo es posible que esta molécula, y no alguna más común como el H₂, fuese la primera?

Para entenderlo, debemos recordar que, en el Universo temprano, los átomos más sencillos y ligeros, como el hidrógeno y el helio, dominaban el escenario. El helio, aunque no es muy reactivo bajo condiciones normales, estaba en un entorno tan extremo que, en ciertos momentos, podía unirse al hidrógeno ionizado (protones). Así, en este contexto de altas temperaturas y energías, el helio neutral logró capturar un protón de hidrógeno, formando el hidruro de helio.

Esta molécula no es algo que esperaríamos ver bajo condiciones comunes en la Tierra porque es extremadamente inestable. De hecho, durante mucho tiempo, su existencia era más una hipótesis que algo comprobado, y su detección en el espacio fue motivo de gran emoción para toda la comunidad científica.

LA MOLÉCULA QUE NO DEBERÍA EXISTIR

El hidruro de helio es un poco como un rompecabezas cósmico. A pesar de ser la primera molécula en formarse, su estabilidad es tan limitada que podríamos pensar que no debería existir en absoluto. Generalmente, el helio no se mezcla con otros átomos y no tiende a formar enlaces químicos. Por esta razón, cuando los científicos comenzaron a estudiar la química del Universo temprano, la idea de que el helio formara una molécula con el hidrógeno resultaba asombrosa y difícil de creer.

No fue hasta 2019 que los científicos lograron detectar la presencia de hidruro de helio en el espacio, confirmando finalmente lo que por años había sido solo una teoría. Lo encontraron en la nebulosa planetaria NGC 7027, un tipo de nube de gas que rodea a una estrella moribunda, usando un sofisticado observatorio aéreo llamado SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy). Este hallazgo fue como descubrir una reliquia de los primeros tiempos del Universo, un eco químico que nos conecta con los primeros minutos después del Big Bang.

La razón por la que el hidruro de helio no es común hoy en día se debe a su extrema inestabilidad. En cuanto las condiciones del Universo se hicieron más frías y las estrellas comenzaron a formarse, otras moléculas, como el H₂, comenzaron a dominar el panorama. Así, el HeH⁺ se fue desvaneciendo, convirtiéndose en una rareza cósmica, casi como una pieza de museo que solo podemos encontrar en ciertos rincones del espacio.

UN TESTIMONIO DEL PASADO

Aparte de ser la primera molécula del Universo, el hidruro de helio tiene algunas características que lo hacen particularmente interesante para la ciencia. En primer lugar, su existencia es una prueba de cómo funcionaban las leyes de la química en el universo primigenio. Al estudiar moléculas como el HeH⁺, los científicos pueden entender mejor cómo se comportaban los átomos y las partículas en las primeras etapas del cosmos, mucho antes de que las estrellas y galaxias comenzaran a formarse.

Otra curiosidad es que el hidruro de helio también tiene un papel en el estudio de los procesos estelares actuales. Por ejemplo, su detección en nebulosas planetarias, como la famosa NGC 7027, ayuda a los astrónomos a entender cómo las estrellas viejas, al morir, influyen en la química del espacio a su alrededor.

Además, aunque su formación en el Universo actual es extremadamente rara, los científicos han logrado recrear esta molécula en laboratorios en la Tierra, lo que nos permite estudiar su comportamiento en detalle. Es una ventana a un tiempo remoto que ya no existe, pero que aún deja su huella en la química del espacio.