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恒星、星系、行星和生命中存在着各种各样的复杂分子才能实现，但是在人类和我们制造的所有复杂分子可能存在之前，必须有第一个原始分子开始一系列化学事件，产生我们今天看到的一切。 尽管理论上很久以前就已经证明分子存在，但缺乏对该分子的观测证据对科学家来说是个问题。现在他们已经找到了这个分子，证明他们的理论是正确的！ 在宇宙的早期，只有两种或三种原子。大爆炸的核合成创造了氢，氦和微量的锂。所有其他元素都是在恒星中制造的。恒星的主要成分是氢，但恒星不能由大爆炸中产生的简单氢原子形成。它们来自所谓的分子氢，然而如果没有所谓的“第一分子”——氢化氦，就不能形成分子氢。理论上说，大爆炸后大约10万年就形成了氢化氦。 NGC7027中的氢化氦分子 Composition: NIESYTO design; Image NGC 7027: William B. Latter (SIRTF Science Center / Caltech) and NASA / ESA; Spectrum: Rolf Güsten / MPIfR (Nature, April 18, 2019) 若在大爆炸后大约10万年拍摄一张宇宙的快照。会发现它非常炎热，只有氢、氦和一点点锂。在宇宙的原子种类可以多样化之前，恒星必须形成。一旦宇宙开始冷却，恒星形成的条件开始变得成熟。 但是其他事情也必须发生。宇宙的冷却不足以形成恒星，必须创造分子氢。因为恒星主要由分子氢而不是大爆炸创造的简单原子氢制成。（科学家们并不称之为简单的氢，他们称之为氢原子。） 宇宙中的大多数氢是分子氢。但是，在今天的宇宙中，单个氢原子是罕见的，因为它是一个自由基，并且极易反应。分子氢是两个氢原子键合在一起的分子，它由两个质子和两个电子组成，非常稳定。太空中有大量的分子氢云，云中会产生恒星。 看！它就是氢化氦，即所谓的第一分子。 图片来源：By CCoil (talk) – Own work, CC BY-SA 3.0 早期宇宙中的问题在于，即使物质冷却，分子氢也不能自行形成。根据理论，简单的氢需要在形成之前需要与特定分子相互作用，这个特定分子就是氢化氦。这种相互作用是宇宙化学的第一步。 尽管理论表明氢化氦必须存在，而且它在1925年的实验室中已经被创造出来了，但它却从未在太空中看到过。它是一种非常挑剔的分子，因为它的一个组成原子是氦，一种惰性气体。惰性气体非常不愿与其他原子发生反应，因此氢化氦很难产生。 但是现在我们找到了它 在4月17日发表在“自然”杂志上的一篇论文中，研究人员概述了他们如何在行星状星云NGC 7027中标记到了氢化氦。他们使用美国宇航局的红外天文学平流层天文台（Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy，SOFIA）来寻找它。SOFIA是一架经过改装的波音747SP飞机，它在高海拔地区飞行以避免大气干扰进行观测。 自20世纪70年代以来，科学家们认为NGC 7027具有氢化氦存在的必要条件。自此科学家使用SOFIA和德国GREAT仪器（Terahertz Frequencies的德国接收器）探测NGC 7027，寻找氢化氦分子。 NGC 7027是一个年轻，密集的行星状星云。科学家在那里发现了“第一分子”氢化氦。NGC 7027位于Cygnus星座，距离我们大约3000光年远。 |
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