En las oscuras nubes interestelares donde nacen nuevas estrellas, la química comienza con una partícula diminuta: el ion trihidrógeno (H₃⁺). Choca con otros átomos y desencadena una cascada de reacciones que construyen moléculas cada vez más complejas. Durante mucho tiempo se pensó que la reacción principal que lo produce —la colisión de H₂⁺ con H₂— solo ocurría en la fase gaseosa. Nadie había comprobado si podía tener lugar directamente sobre la superficie de los granos de polvo cósmico.
Un equipo de investigadores tomó nanopartículas de sílice recubiertas de agua y las bombardeó con potentes pulsos de rayos X de 1,88 keV de energía. Para ello utilizaron tres métodos a la vez: imagen de velocidades de iones, espectroscopía de electrones por tiempo de vuelo y registro de difracción de partículas individuales. Gracias a esto, pudieron observar la química en cada grano de arena por separado. Resultó que el pulso de rayos X crea en la superficie un campo eléctrico de una fuerza descomunal: del orden de un voltio por nanómetro. Para que nos hagamos una idea: si ese campo actuara a lo largo de un milímetro, la diferencia de potencial sería de un millón de voltios.
Mediante cálculos cuánticos, los científicos trazaron todo el recorrido de la transferencia de carga. El mecanismo resultó sorprendentemente familiar: reproduce exactamente la curvatura de las bandas de energía en los fotoelectrodos semiconductores. Así, la química espacial en los granos de polvo y la catálisis terrestre en superficies convergen en un mismo cuadro. Ahora está claro que el campo en la superficie es un director universal que gobierna el nacimiento de las primeras moléculas tanto en el medio interestelar como en nuestros laboratorios.
El ion H₃⁺ es la partícula molecular más abundante del universo después del H₂, pero en la Tierra, en condiciones naturales, casi no se encuentra debido a su alta reactividad.
En la novela «Contacto» de Carl Sagan, la señal extraterrestre comienza con números primos, pero en la realidad el primer «saludo» de mundos lejanos podría ser precisamente las líneas espectrales de H₃⁺ en las atmósferas de exoplanetas.