Pesquisadores alemães reproduzem molécula primordial de condições extremas

Pesquisadores do Instituto Max‑Planck de Física Nuclear (MPIK), em Heidelberg, concluem um experimento histórico: conseguiram recriar em laboratório a reação que formou a primeira molécula do universo, o íon hidreto de hélio (HeH⁺), inaugurando uma nova fase de precisão na astroquímica experimental e refinando nosso entendimento do cosmos primitivo.

Recriando o universo inicial em laboratório
Utilizando o inovador Cryogenic Storage Ring (CSR) — um anel iônico de 35 metros resfriado a níveis próximos de zero kelvins (~–267 °C) — os pesquisadores armazenaram íons de HeH⁺ por até 60 segundos e provocaram colisões controladas com átomos neutros de deutério, simulando condições semelhantes às do universo antes da formação das estrelas. Ao variar as velocidades relativas, foi possível modular a energia da colisão e medir taxas de reação em diferentes temperaturas.
Como resultado, descobriram que a taxa de reação se manteve praticamente constante mesmo em temperaturas ultrabaixas, contrariando previsões teóricas anteriores, que previam queda abrupta em tais condições. Essa constância implica que o HeH⁺ foi quimicamente ativo durante muito mais tempo e em maior extensão do que se acreditava.

Revisão teórica essencial
Paralelamente, a equipe liderada pelo teórico Yohann Scribano revisitou cálculos vigentes sobre superfícies potenciais das reações, identificando um erro chave que havia induzido modelos imprecisos. Com os ajustes, as simulações agora reproduzem com fidelidade os resultados experimentais, solidificando a nova compreensão da química primitiva.
Impacto para a formação das primeiras estrelas
Esses resultados têm implicações profundas: o HeH⁺ atua como refrigerador eficiente em nuvens gasosas em colapso, emitindo energia via transições vibracionais e rotacionais quando átomos puramente térmicos já não conseguem resfriar o gás abaixo de ~10 000 °C. Com isso, o universo foi capaz de formar hidrogênio molecular (H₂), essencial ao nascimento das primeiras estrelas massivas – fenômeno que estuda desde os primórdios do universo até hoje.
Sem a eficiência reavaliada dessa reação, os modelos cosmológicos precisariam estimar um início mais tardio para a formação estelar, mas agora fica claro que o universo primitivo estava pronto para gerar estrelas bem antes do que supunha a teoria tradicional.

Por que isso importa
•Confirma experimentalmente um marco teórico de quase um século, dando segurança aos modelos de astroquímica lógica e à compreensão da evolução química do cosmos.
•Aprimora previsões cosmológicas, sobretudo sobre o tempo necessário para o “resfriamento cósmico” e a estruturação das primeiras estrelas.
•Abre caminho para replicar outras reações estelares primordiais, permitindo explorar experimentalmente fenômenos até então restritos à teoria.

O estudo, liderado por Holger Kreckel e colaboradores, foi publicado em julho de 2025 na revista Astronomy & Astrophysics sob o título “Experimental confirmation of barrierless reactions between HeH⁺ and deuterium atoms suggests a lower abundance of the first molecules at very high redshifts” (Volume 699, L12, DOI:10.1051/0004‑6361/202555316).

Essa conquista marca um reencontro entre teoria e experimento em física fundamental. Ao reproduzir a química da chamada “era escura cósmica”, antes mesmo do surgimento das estrelas, os cientistas reconstroem a ponte que permitiu ao universo evoluir da simplicidade atômica à complexidade luminosa que vemos hoje — uma descoberta tão fundamental quanto simbólica na história da ciência.