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In tutto il cosmo, i misteri superano di gran lunga ciò che possiamo osservare dalla Terra. Anche se abbaglianti supernove e costellazioni scintillanti catturano l'occhio, le domande più profonde spesso risiedono nella chimica del mezzo interstellare.
Tra le stelle si trova il mezzo interstellare, una vasta distesa di gas dominata dall'idrogeno, seguito dall'elio. L’elio, un gas nobile, è tradizionalmente considerato inerte sulla Terra perché non forma legami in condizioni normali. Tuttavia, la fisica dello spazio è diversa, consentendo all'elio e ad altri gas nobili di partecipare a reazioni impossibili sul nostro pianeta.
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Nella tavola periodica, la colonna più a destra, il Gruppo 18, ospita i gas nobili:elio, neon, argon, krypton, xeno, radon e l'oganesson sintetico. Mentre i primi sei sono presenti naturalmente sulla Terra, l'oganesson rimane una curiosità di laboratorio, scoperta solo nel 2002. I gas nobili possiedono gusci di valenza pieni, che li rendono riluttanti a condividere o donare elettroni. Tuttavia, nell'ambiente spaziale a bassa densità e ad alta energia, le radiazioni ionizzanti possono strappare gli elettroni, consentendo agli atomi altrimenti inerti di legarsi.
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Il lancio dell’Osservatorio spaziale Herschel dell’ESA nel 2009 ha consentito agli astronomi di rilevare la prima molecola di gas nobile oltre la Terra. Misurando l'emissione infrarossa a 485 µm verso la Nebulosa del Granchio, gli scienziati hanno identificato l'argonio (ArH⁺), un complesso protonato argon-idrogeno. La ionizzazione dell'argon da parte dei raggi cosmici fornisce la carenza di elettroni necessaria affinché il legame si formi. Curiosamente, questa molecola incorpora un isotopo di argon diverso da quello che domina l'atmosfera terrestre.
Da tempo si ipotizza che l’idruro di elio (HeH⁺) sia la molecola inaugurale dell’Universo. Formato dai due elementi primordiali più abbondanti, idrogeno ed elio, questo ione sarebbe apparso poco dopo il Big Bang. La prima conferma osservativa è arrivata nel 2019, quando uno studio pubblicato su Nature ha riportato HeH⁺ in una nebulosa planetaria situata a 3.000 anni luce di distanza.
