恒星、星系、行星和生命中存在著各種各樣的復雜分子才能實現(xiàn)，但是在人類和我們制造的所有復雜分子可能存在之前，必須有第一個原始分子開始一系列化學事件，產(chǎn)生我們今天看到的一切。

盡管理論上很久以前就已經(jīng)證明分子存在，但缺乏對該分子的觀測證據(jù)對科學家來說是個問題?，F(xiàn)在他們已經(jīng)找到了這個分子，證明他們的理論是正確的！

在宇宙的早期，只有兩種或三種原子。大爆炸的核合成創(chuàng)造了氫，氦和微量的鋰。所有其他元素都是在恒星中制造的。恒星的主要成分是氫，但恒星不能由大爆炸中產(chǎn)生的簡單氫原子形成。它們來自所謂的分子氫，然而如果沒有所謂的“第一分子”——氫化氦，就不能形成分子氫。理論上說，大爆炸后大約10萬年就形成了氫化氦。

NGC7027中的氫化氦分子

Composition: NIESYTO design; Image NGC 7027: William B. Latter (SIRTF Science Center / Caltech) and NASA / ESA; Spectrum: Rolf Güsten / MPIfR (Nature, April 18, 2019)

若在大爆炸后大約10萬年拍攝一張宇宙的快照。會發(fā)現(xiàn)它非常炎熱，只有氫、氦和一點點鋰。在宇宙的原子種類可以多樣化之前，恒星必須形成。一旦宇宙開始冷卻，恒星形成的條件開始變得成熟。

但是其他事情也必須發(fā)生。宇宙的冷卻不足以形成恒星，必須創(chuàng)造分子氫。因為恒星主要由分子氫而不是大爆炸創(chuàng)造的簡單原子氫制成。（科學家們并不稱之為簡單的氫，他們稱之為氫原子。）

宇宙中的大多數(shù)氫是分子氫。但是，在今天的宇宙中，單個氫原子是罕見的，因為它是一個自由基，并且極易反應(yīng)。分子氫是兩個氫原子鍵合在一起的分子，它由兩個質(zhì)子和兩個電子組成，非常穩(wěn)定。太空中有大量的分子氫云，云中會產(chǎn)生恒星。

看！它就是氫化氦，即所謂的第一分子。

圖片來源：By CCoil (talk) – Own work, CC BY-SA 3.0

早期宇宙中的問題在于，即使物質(zhì)冷卻，分子氫也不能自行形成。根據(jù)理論，簡單的氫需要在形成之前需要與特定分子相互作用，這個特定分子就是氫化氦。這種相互作用是宇宙化學的第一步。

盡管理論表明氫化氦必須存在，而且它在1925年的實驗室中已經(jīng)被創(chuàng)造出來了，但它卻從未在太空中看到過。它是一種非常挑剔的分子，因為它的一個組成原子是氦，一種惰性氣體。惰性氣體非常不愿與其他原子發(fā)生反應(yīng)，因此氫化氦很難產(chǎn)生。

但是現(xiàn)在我們找到了它

在4月17日發(fā)表在“自然”雜志上的一篇論文中，研究人員概述了他們?nèi)绾卧谛行菭钚窃芅GC 7027中標記到了氫化氦。他們使用美國宇航局的紅外天文學平流層天文臺（Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy，SOFIA）來尋找它。SOFIA是一架經(jīng)過改裝的波音747SP飛機，它在高海拔地區(qū)飛行以避免大氣干擾進行觀測。

自20世紀70年代以來，科學家們認為NGC 7027具有氫化氦存在的必要條件。自此科學家使用SOFIA和德國GREAT儀器（Terahertz Frequencies的德國接收器）探測NGC 7027，尋找氫化氦分子。

NGC 7027是一個年輕，密集的行星狀星云?？茖W家在那里發(fā)現(xiàn)了“第一分子”氫化氦。NGC 7027位于Cygnus星座，距離我們大約3000光年遠。