首次在与早期宇宙相似的条件下，重现了宇宙大爆炸之后的首批化学反应。
由德国马克斯·普朗克核物理研究所（MPIK）的弗洛里安·格鲁西（Florian Grussie）领导的一个物理学家团队，重现了氢化氦离子（HeH⁺）的反应。氢化氦离子是由一个中性氦原子与一个电离的氢原子融合而成的分子。
这些反应是形成分子氢（H₂）的初始步骤，分子氢是宇宙中最丰富的分子，也是恒星诞生的物质基础。因此，这项新研究阐明了一些导致当今我们所知宇宙形成的最早过程。
大约138亿年前，宇宙诞生时产生了一种炽热、致密的基本粒子汤，其温度过高，原子无法形成。
大约38万年之后，原子核和电子才失去足够能量，凝聚成首批元素。这些元素是元素周期表中最轻的，约75% 是氢，25% 是氦，还有微量的锂。
如今，氢仍然在宇宙成分列表中占据主导地位，分子气体云孕育出恒星熔炉，较重的元素通过核聚变或剧烈爆炸从中诞生。
然而，如果没有HeH⁺，这一切都无法发生。科学家认为，HeH⁺在使宇宙充分冷却方面发挥了巨大作用，这样分子云才能收缩到足够的密度，在自身引力作用下坍缩，形成恒星的种子。
这是因为HeH⁺的正负电荷之间有相对较大的间距。在电场存在的情况下，电荷间距大的分子会发生能量转移，有助于散热。这意味着，从理论上讲，HeH⁺在为首批恒星的形成铺平道路方面发挥了关键作用。
研究人员在马克斯·普朗克研究所的低温储存环中进行实验。该设施旨在真空环境中，温度仅比绝对零度高几度（约 -267摄氏度，即 -449华氏度）的条件下开展实验，模拟深空环境。
在那里，他们仔细研究了HeH⁺与氢原子核中多一个中子的氘原子之间的相互作用。HeH⁺与氘之间的相互作用会产生一个中性氦原子，以及一个由一个中性氢原子和一个带电氘原子（HD⁺）组成的分子，其能量水平低于原始成分。
在储存环内，..
结果发现没有影响。无论替代温度如何，反应发生的速率保持稳定。这表明，HeH⁺在早期宇宙中所起的作用并未随着冷却过程而减弱，其在第一代恒星形成过程中发挥了重要作用。
“之前的理论预测，低温下反应概率会显著降低，但我们在实验以及同事们的新理论计算中都无法证实这一点。” 马克斯·普朗克核物理研究所的物理学家霍尔格·克雷克尔（Holger Kreckel）解释道。
“因此，HeH⁺与中性氢和氘的反应，对于早期宇宙化学的重要性似乎远超此前的设想。”
这项研究已发表在《天文学与天体物理学》杂志上。