如果有人问:宇宙中第一次化学反应的产物是什么？

我相信，即使那些学了多年化学的人，大多数也会突然感到困惑:这个问题有点难吗？化学老师似乎从来没有教过吗？

如果你不能回答也没关系。

事实上，这位化学老师还不错。很长一段时间，甚至科学家也不知道产品藏在宇宙的什么地方。

然而，毕竟“第一”的称号是挂着的，而这个产品尤为重要。因此，天文学家花了几十年在广阔的宇宙中寻找它。直到最近，他们终于得到了它。

2019年4月17日，一个研究小组在《自然》杂志上发表了一篇论文，宣布他们在行星状星云NGC 7027中检测到了氦氢离子

行星状星云NGC 7027和HeH+的示意图，其中红色的球代表氦，蓝色的球代表氢。来源:参考资料

hν是光子能量的化学反应过程。照片来源:参考

HeH+的结构图显示质子在左边，氦原子在右边，化学键在中间。来源:维基共享资源

所以化学的黎明来临了

氦氢离子然后与氢原子相互作用形成氢分子。氢分子是最初恒星形成的基础。像“元素工厂”一样，恒星创造了构成今天宇宙的所有元素。这些元素的完美结合创造了生命，我们有机会在这里讨论这个问题。

见证生命的萌芽。来源:皮克斯拜

HeH+可能在那里，但我们看不见它

尽管氦和氢离子在早期宇宙的演化中扮演了非常重要的角色，但天文学家从未在星际空间中探测到它的存在，因此无法证明这是化学诞生的关键的第一步。

原因是他们使用的太空望远镜无法从其他分子发出的混合信号中识别出氦和氢离子的信号。

正如本文通讯作者、德国马克斯·普朗克射电天文学研究所的罗尔夫·güsten所说:“几十年来，缺乏星际空间中存在这种离子的证据使天文学陷入了困境

行星星云NGC 7027。来源:维基共享资源

事实上，天文学家从一开始就瞄准了NGC 7027，这是发现HeH+的行星状星云。该星云距离地球3000光年，位于天鹅座附近。然而，当时的观察并没有获得明确的结果，而随后的研究，尽管暗示了hHE+的存在，仍然没有实现直接检测。

答案是“飞机上的天文台”

从2016年开始，天文学家试图利用平流层红外观测台进行探测。这是一个由美国航天局和德国航空航天中心联合发射的天基观测站。它实际上是在一架波音747SP宽体客机上携带观察设备。

你说得对。这是飞行中的平流层红外观测站。来源:维基共享资源

索非亚于2010年投入使用。在离地面14000米以上的高度飞行的飞机可以避免地球大气中的许多干扰。与空间望远镜相比，SOFIA的一个明显优势是，天文学家可以调整探测计划，并在每次飞行后及时安装最新设备。

索非亚科学中心主任哈罗德·约克(Harold York)对索非亚的角色评论如下:“氦和氢离子藏在那里，但我们需要合适的设备在合适的地方观察才能找到它们，索非亚可以完美地做到这一点。”[2]

这次帮助天文学家发现氦和氢离子的设备是德国太赫兹频率接收器，它被添加到最新的设备升级中。这台仪器有点像我们用来听收音机的收音机。天文学家把它调到我们想找到的离子的发射频率，就像我们把收音机调到我们想听的频道一样。

当索非亚在晚上进行观测时，飞机上的科学家可以实时读取设备上的数据。2016年5月，索非亚进行了三次飞行观察。古斯特领导的研究小组分析了观察到的数据，从而最终发现了氦和氢离子的信号。

氦和氢离子的发现第一次激发了古斯塔夫和许多天文学家。漫长的搜寻终于有了完美的结局。

在大爆炸理论的基础上，我们对早期宇宙化学形成了理解，并推断出它是如何在数百亿年后演变成今天宇宙中的复杂化学的。第一个化学反应的出现无疑是关键部分之一。

氦和氢离子的发现消除了我们先前的担忧，让我们继续相信现有的理论，并引导我们发现宇宙更深的秘密。

我们都是分散的星星。现在我们知道这个故事从哪里开始了。