Heliumhydrid-Kation (HeH+)

(Originalartikel unter https://www.astrochymist.org)

Man vermutet, daß das Heliumhydrid-Ion, HeH+, in einige der allerersten chemischen Reaktionen verwickelt ist, die im Universum auftraten und durch eine Verbindungsreaktion unter Photonenabgabe

He + H+ → HeH+ + hν

entstand. Genau genommen deuten Berechnungen von Bovino et al. darauf hin, daß die Häufigkeit des HeH+ im frühen Universum 10-mal höher als zuvor vermutet gewesen sein könnte.

Da HeH+ schnell durch Reaktionen mit den meisten neutralen Teilchen zerstört wird, hat es sich als sehr schwierig erwiesen, es in der heutigen Zeit aufzuspüren. Die jüngste Anstrengung unternahmen im Jahr 2011 Zinchenko et al. mit einer Suche nach dem Rotationsübergang J=1-0 bei einem Quasar mit hoher Rotverschiebung. Obwohl sie ein sehr schwaches, zu der erwarteten Frequenz nur gering verschobenes Signal beobachteten, lassen die Schwäche, enge Linienbreite und die unge-wöhnliche Geschwindigkeitsverteilung des Signals bezweifeln, daß es sich auf HeH+ zurückführen läßt. Zuvor hatten Liu et al. ohne Erfolg nach HeH+ im Planetarischen Nebel NGC 7027 gesucht.

Obwohl mit H2, dem Wasserstoffmolekül, isoelektronisch, besitzt HeH+ (oder protoniertes Helium) ein Dipolmoment; dieses verschafft dem Heliumhydrid-Ion zwei Vorzüge, die H2 so nicht aufweist: es kann möglicherweise mit Hilfe seines Rotations-spektrums beobachtet werden und ist leichter zu stabilisieren, wenn es durch Bildung unter Photonenabgabe entsteht (Stabilisierung von schwingungsheißen Teilchen ist ineffizient, wenn Dipol-Übergänge wie im H2 verboten sind). Das in dieser Reihe nächste protonierte Edelgas, NeH+ (Neonhydrid-Kation), ist bis heute nicht entdeckt worden, jedoch ist ArH+ (Argon-hydrid-Kation) schon beobachtet worden.

Aktualisierung April 2019: HeH+ wurde in NGC 7027, wie in einer Arbeit im April 2019 von Güsten und Mitarbeiter berichtet, entdeckt.