On a recréé la toute première molécule de l’univers dans un labo

Bien avant la Terre, le système solaire, les galaxies et les étoiles, il y eut le Big Bang. C’était il y a 13,8 milliards d’années, mais des scientifiques tentent encore d’en percer les secrets. L’Univers était passé, en quelques secondes, d’une densité et d’une chaleur extrême à un milieu bien plus froid, et surtout plus propice à l’apparition de tout ce que nous connaissons.

Dans une étude parue dans la revue Astronomy & Astrophysics, et présentée le 28 juillet 2025, des scientifiques issus du Max Planck Institute, mais aussi de plusieurs laboratoires européens, dont les Universités de Rennes et de Montpellier, disent avoir reconstitué ce qui était alors la toute première molécule née de ce moment clé dans notre Univers.

Et l’hélonium fut

Il s’agit donc de l’hélonium : un atome d’hélium lié à un atome d’hydrogène ionisé. Cette molécule avait déjà été recréé synthétiquement en laboratoire, et on en a également trouvé des traces à travers l’Univers. Mais ici, pour bien comprendre le processus, les chercheurs sont allés un peu plus loin en essayant de reconstituer l’environnement qui prévalait alors, juste après le Big Bang. Ils ont ainsi donné naissance à cette molécule et ont découvert qu’elle a joué un rôle majeur dans les développements qui ont suivi.

Dans les premières centaines de milliers d’années d’existence de l’Univers, les étoiles n’existaient pas. De plus, la température était si élevée que les électrons n’étaient pas rattachés aux atomes et flottaient librement. Jusqu’au jour où, environ 380 000 ans après le Big Bang, la température devint plus raisonnable, à peine 3 700 degrés. Les noyaux des atomes d’hélium et d’hydrogène purent enfin les rassembler et le gaz diffus disparut. Ce qui permit à la lumière de se propager. Il s’agit du fonds diffus cosmologique.

Mais tous les noyaux d’atomes ne trouvèrent pas d’électrons. Ils se rencontrèrent donc entre eux et purent profiter de la présence d’un photon pour se lier. C’est ainsi que la première molécule nommée HEH+, ou hélonium, fut créée.

Un bâtisseur d’étoiles

Mais revenons dans le présent, avec les expériences menées au Max Planck Institute, dans la ville allemande d’Heidelberg. Dans une chambre cryogénique placée à -267 degrés, le plus proche possible de l’environnement spatial, les scientifiques ont fait réagir ces molécules d’hélonium avec d’autres molécules de deutérium. L’idée était de comprendre ce qui se passait lors de ces collisions, et ainsi savoir comment l’hélonium avait aidé à l’apparition des premières étoiles.

L’hélonium était souvent considéré comme un candidat de premier choix pour former les premières étoiles. Grâce aux collisions avec d’autres molécules, il pouvait émettre de l’énergie, jusqu’à aider à l’apparition de la fusion nucléaire, essentielle à la création des étoiles. Mais la théorie voulait qu’il perde en efficacité avec des températures plus froides.

Dans un anneau de 35 mètres carrés, les scientifiques ont donc observé les collisions entre l’hélonium et le deutérium, et ont découvert que le taux de collision restait le même, y compris avec des températures plus froides, ce qui contredit une partie des théories, assurant que l’hélonium ne jouait qu’un rôle limité.

Il s’avère donc que l’hélonium était certainement un des principaux bâtisseurs d’étoiles, avec un rôle bien plus important que ce que laissaient entendre les précédents travaux. De quoi relancer l’intérêt pour la nébuleuse NGC 7027, où de l’hélonium a été découvert, et qui pourrait détenir la clé des premières lumières de l’histoire de l’Univers.

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