No começo, mais de 13 bilhões de anos atrás, o Universo era uma sopa indiferenciada de três elementos simples, de átomo único. As estrelas só se formariam 100 milhões de anos depois.

Mas 100.000 anos após o Big Bang, surgiu a primeira molécula, um casamento improvável de hélio e hidrogênio, conhecido como íon hidro-hélio, ou HeH+. "Foi o começo da química", disse David Neufeld, professor da Universidade John Hopkins e coautor de um estudo publicado nesta quarta-feira, que detalha como - depois de uma busca de décadas - os cientistas finalmente detectaram essa molécula elusiva no espaço.

"A formação de HeH+ foi o primeiro passo em um caminho de complexidade crescente no Universo", uma mudança tão importante como a da vida de célula única para a vida multicelular na Terra, disse à AFP.

Modelos teóricos há muito tempo convenceram os astrofísicos de que o HeH+ veio primeiro, seguido - em uma ordem precisa - por um desfile de outras moléculas cada vez mais complexas e pesadas.

O HeH+ também foi estudado em laboratório, já em 1925.

Mas o HeH+ detectado em seu habitat natural permanecia além do alcance dos cientistas.

"A falta de provas definitivas de sua própria existência no espaço interestelar tem sido um dilema para a astronomia por um longo tempo", disse o autor principal, Rolf Gusten, cientista do Instituto Max Planck de Radioastronomia, em Bonn.

Os pesquisadores sabiam onde procurar.

Já na década de 1970, os modelos sugeriam que o HeH+ deveria existir em quantidades significativas nos gases brilhantes ejetados pela morte de estrelas semelhantes ao Sol, que criavam condições semelhantes às encontradas no Universo primordial.

Uma molécula frágil

O problema era que as ondas eletromagnéticas emitidas pela molécula estavam em um alcance - infravermelho distante - anulado pela atmosfera da Terra e, portanto, indetectável do solo.

Assim, a Nasa e o Centro Aeroespacial Alemão uniram forças para criar um observatório aéreo com três componentes principais: um enorme telescópio de 2,7 metros, um espectrômetro de infravermelho e um Boeing 747 grande o suficiente para carregá-los.

De uma altitude de cruzeiro de quase 14.000 metros, o observatório Estratosférico de Astronomia de Infravermelho, ou SOFIA, evitou 85% do "ruído" atmosférico de telescópios terrestres.

Os dados de uma série de três voos em maio de 2016 continham a evidência molecular que os cientistas há muito procuravam, entrelaçada na nebulosa planetária NGC 7027, a cerca de 3.000 anos-luz.

"A descoberta de HeH+ é uma demonstração dramática e bela da tendência da natureza a formar moléculas", disse Neufeld.

Neste caso, o fez apesar de circunstâncias pouco propícias.

Embora as temperaturas no jovem universo tenham caído rapidamente após o Big Bang, elas ainda estavam perto de 4.000 graus Celsius, um ambiente hostil para a ligação molecular.

Além disso, o hélio - um gás "nobre" - "tem uma propensão muito baixa para formar moléculas", explicou Neufeld.

Sua união com o hidrogênio ionizado era frágil, e não persistiu por muito tempo, tendo sido substituída por ligações moleculares progressivamente mais robustas e complexas.

Elementos mais pesados como carbono, oxigênio e nitrogênio - e as muitas moléculas que eles originaram - foram formados mais tarde ainda, pelas reações nucleares que ocorrem nas estrelas.