Outros elementos químicos da tabela periódica foram encontrados pela primeira vez em algum lugar da Terra, em uma rocha, uma chama ou uma jarra de gás. O hélio é encontrado na luz solar. Durante um eclipse solar total em 18 de agosto de 1868, um astrônomo francês chamado Pierre Janssen apontou um espectrômetro para a borda brilhante do sol. Ele viu uma linha amarela brilhante sob seus pés que não correspondia a nenhuma substância conhecida no planeta.
Naquele mês de outubro, um astrônomo inglês, Norman Lockyer, viu a mesma linha e, nos anos seguintes, ele e o químico Edward Frankland argumentaram que ela pertencia a um elemento que a Terra nunca havia registrado. Eles o chamam de hélio, em homenagem à palavra grega para sol, Helios. Só em 1895, vinte e sete anos depois, alguém colocaria uma amostra dele num laboratório. Hélio permanece até hoje O único elemento descoberto no espaço Antes de ser encontrado na Terra.
Como você lê um material de uma estrela
A técnica que tornou isso possível foi o espectrômetro, aparelho que divide a luz em cores diferentes como um prisma, mas suficiente para medir o comprimento de onda exato de cada cor. Na década de 1850, os pesquisadores alemães Gustav Kirchhoff e Robert Bunsen mostraram que cada elemento químico, quando aquecido, brilhava em sua cor específica. Essas linhas brilhantes agem como impressões digitais. Queime sódio e você fica com um certo amarelo; Queime hidrogênio e você obterá um padrão específico de linhas, sempre no mesmo lugar.
A descoberta transformou a astronomia em química. Aponte o espectro para uma chama distante e o padrão da linha lhe dirá o que está queimando, mesmo que a chama esteja a 150 milhões de quilômetros de distância. Os astrónomos da década de 1860 faziam exactamente isso, lendo a composição química do Sol e das estrelas com nada mais do que a sua luz.
Um eclipse solar ajudou porque o disco cego do Sol abafou a cromosfera normalmente fraca, a fina camada de gás quente na sua borda, onde as proeminências ricocheteiam. Enquanto a lua cobria o disco naquele dia de agosto de 1868, Janssen finalmente conseguiu um espectro claro da borda, e ali estava a linha amarela desconhecida.
Jansen percorreu um longo caminho para ver isso. O eclipse solar de 1868 foi visível na Índia, e ele montou Guntur na costa sudeste do país, como parte de uma expedição que o governo francês e a sua Academia de Ciências pagaram generosamente para montar. Ele era um ferrenho caçador de eclipses por temperamento, um homem que mais tarde escaparia do cerco de Paris em um balão de ar quente para um eclipse na Argélia. A linha amarela era o tipo de resultado que justificava o gasto, e ele sabia disso.
Uma linha que não cabe em nada no mundo
A nova linha ficou muito próxima de um par de linhas amarelas produzidas pelo sódio, linhas já rotuladas como D1 e D2. Como a terceira linha não pertencia ao sódio, Lockyer a nomeou a próxima da série e a chamou de D3. O problema era que D3 correspondia a um elemento que ninguém conseguia fabricar em laboratório.
Janssen, por sua vez, também desenvolveu uma maneira de observar a cromosfera sem esperar por um eclipse, afinando cuidadosamente seu instrumento em um dia comum. Lockyer fez suas próprias observações naquele mês de outubro, e a notícia de seus resultados e dos de Janssen chegou à Academia Francesa de Ciências na mesma época, de modo que os dois homens geralmente são creditados juntos por essa abordagem observacional. Mais tarde, os dois foram atingidos por uma medalha no rosto.
Marcar a linha como um material totalmente novo foi uma jogada ousada, e foi principalmente de Lockyer. Frankland, o químico com quem trabalhava, tinha receio de associar seu próprio nome a algo não comprovado. A ideia de que um elemento é o sol e em algum lugar qualquer mineral terrestre pode existir Parece a muitos cientistas um exageroE durante mais de uma década o hélio viveu num estranho limbo, nomeado mas não confirmado.
Vinte e sete anos de espera
A confirmação veio quase por acidente. Em 1895, o químico escocês William Ramsay procurava argônio, um gás que recentemente ajudara a detectar no ar. Ele tratou com ácido um mineral contendo urânio chamado cliveíta, coletou o gás borbulhante e o examinou em um espectroscópio para ver o que ele tinha.
O gás mostra uma linha amarela brilhante. Ramsey suspeitou que poderia ser argônio, mas a localização não estava certa e ele enviou amostras para Lockyer e outros espectroscopistas para ter certeza. A linha era D3. O material lido no Sol em 1868 permaneceu o tempo todo num pedaço de minério, trancado dentro de um mineral radioativo, produzido pela lenta decomposição do urânio. Ramsay ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1904 por seu trabalho na fixação do hélio e de outros chamados gases nobres.
O nome, escolhido para um deus do sol, revelou-se uma pequena ironia histórica. O hélio é o segundo elemento mais abundante no universo, tendo sido criado em abundância nos primeiros minutos após o Big Bang e cozinhado continuamente dentro das estrelas desde então. É raro apenas aqui, na superfície de um pequeno planeta, onde há luz suficiente para se espalhar pelo espaço e é difícil de segurar.
Onde a história legal fica confusa
A versão simples, de que o hélio foi descoberto no Sol em 1868 e na Terra em 1895, suaviza uma realidade confusa. Em 1868, ninguém anunciou um elemento novo e claro. Tudo o que foi registrado naquele ano foi uma linha amarela inexplicável. O salto para chamá-lo de elemento separado foi uma explicação, desenvolvida lentamente, resistida por químicos cuidadosos, e resolvida apenas quando Ramsey produziu o gás em um frasco.
A data de 1895 é menos clara do que parece. Já em 1882, o físico italiano Luigi Palmieri tinha visto a mesma linha amarela D3 enquanto estudava lava do Monte Vesúvio, o que significa que um vestígio de hélio terrestre foi visto anos antes de Ramsey isolá-lo. Esta afirmação é agora difícil de verificar e nunca foi feita, por isso Ramsey ainda recebe o crédito pelo primeiro isolamento rígido. Mas é um lembrete de que a frase do título “encontrado na Terra em 1895” documenta um processo gradual e contestado, em vez de um único eureka.
O que sobrevive apesar de toda a cautela é a parte verdadeiramente estranha. As encomendas estavam realmente atrasadas. Um padrão de luz do Sol disse aos astrônomos que um elemento existia antes que um químico pudesse encontrá-lo, e eles estavam certos. Isso nunca aconteceu antes e nunca aconteceu da mesma forma desde então.
Lendo o universo pelas suas cores
A história do hélio geralmente é contada como uma farsa, uma ninharia sobre o gás de balão. Foi também um ponto de viragem. Provou que a luz proveniente de objetos que ninguém jamais poderia tocar continha informações confiáveis e testáveis sobre a composição desses objetos.
Este princípio está subjacente a quase tudo o que os astrónomos afirmam saber agora sobre a química de mundos distantes, desde o ferro nas estrelas antigas até ao vapor de água nas atmosferas de outros planetas solares. A tênue linha amarela que confundiu dois observadores em 1868 foi uma das primeiras provas de que era possível acreditar num espectro, mesmo quando vinha de algum lugar que nenhum instrumento jamais visitaria.
