في السحب البينجمية المظلمة، حيث تولد نجوم جديدة، تبدأ الكيمياء بجسيم صغير جداً — أيون ثلاثي الهيدروجين (H₃⁺). يصطدم بذرات أخرى ويطلق سلسلة من التفاعلات التي تبني جزيئات أكثر تعقيداً. لفترة طويلة، كان يُعتقد أن التفاعل الرئيسي لتكوينه — اصطدام H₂⁺ مع H₂ — يحدث فقط في الطور الغازي. وما إذا كان يمكن أن يحدث مباشرة على سطح حبيبات الغبار الكوني، لم يتحقق أحد من ذلك.
أخذت مجموعة من الباحثين جسيمات نانوية من السيليكا مغطاة بالماء، وقصفوها بنبضات أشعة سينية قوية بطاقة 1,88 كيلو إلكترون فولت. واستخدموا في ذلك ثلاث طرق في وقت واحد: تصوير سرعات الأيونات، ومطيافية زمن الطيران للإلكترونات، والتصوير الحيودي للجسيمات المفردة. وبفضل هذا، أمكن رؤية الكيمياء على كل حبة رمل على حدة. واتضح أن نبضة الأشعة السينية تخلق على السطح مجالاً كهربائياً هائلاً — من رتبة فولت لكل نانومتر. للمقارنة: لو عمل هذا المجال على مسافة ملليمتر، لبلغ فرق الجهد مليون فولت.
باستخدام الحسابات الكمومية، تتبع العلماء المسار الكامل لنقل الشحنة. وتبين أن الآلية مألوفة بشكل مدهش: إنها تكرر تماماً انحناء نطاقات الطاقة في الأقطاب الضوئية شبه الموصلة. وهكذا اجتمعت كيمياء الفضاء على حبيبات الغبار والتحفيز الأرضي على الأسطح في صورة واحدة. الآن أصبح واضحاً أن المجال عند السطح هو قائد أوركسترا عالمي، يتحكم في ولادة الجزيئات الأولى سواء في الوسط البينجمي أو في مختبراتنا.
أيون H₃⁺ هو الجزيئي الأكثر وفرة في الكون بعد H₂، لكنه على الأرض في الظروف الطبيعية يكاد لا يوجد بسبب تفاعليته العالية.
في رواية كارل ساغان «الاتصال»، تبدأ الإشارة الفضائية بالأعداد الأولية، لكن في الواقع قد تكون أول «تحية» من عوالم بعيدة هي خطوط طيف H₃⁺ في أغلفة الكواكب الخارجية.