Kreditna slika: NRAO
Skupina znanstvenikov, ki uporablja teleskop Roberta C. Byrda Green Bank iz Nacionalne znanstvene fundacije (GBT), je odkrila dve novi molekuli v medzvezdnem oblaku blizu središča Galaksije Mlečni pot. To odkritje je GBT-jevo prvo odkrivanje novih molekul in že pomaga astronomom bolje razumeti zapletene procese, s katerimi se v vesolju oblikujejo velike molekule.
Propenal molekule 8 atomov in 10-atomski molekularni propan je bil odkrit v velikem oblaku plina in prahu, približno 26.000 svetlobnih let, na območju, znanem kot Strelec B2. Takšni oblaki, pogosto več svetlobnih let, so surovina, iz katere nastajajo nove zvezde.
"Čeprav so medzvezdni oblaki zelo redki po zemeljskih standardih, so mesta zapletenih kemičnih reakcij, ki se dogajajo v več sto tisoč ali milijonih letih," je dejal Jan M. Hollis iz NASA Goddardovega vesoljskega letališkega centra v Greenbeltu, Md. " Sčasoma se v teh oblakih lahko tvorijo vedno bolj zapletene molekule. Trenutno pa še ni sprejeta teorija, ki bi obravnavala način nastajanja medzvezdnih molekul, ki vsebujejo več kot 5 atomov. "
Doslej so v medzvezdnih oblakih odkrili približno 130 različnih molekul. Večina teh molekul vsebuje majhno število atomov, le nekaj molekul z osmimi ali več atomi pa je bilo najdenih v medzvezdnih oblakih. Vsakič, ko se odkrije nova molekula, pomaga omejiti kemijo tvorbe in naravo medzvezdnih prašnih zrn, za katera velja, da so mesta tvorbe najbolj zapletenih medzvezdnih molekul.
Hollis je sodeloval z Anthonyjem Remijanom, tudi iz NASA Goddard; Frank J. Lovas z Nacionalnega inštituta za standarde in tehnologijo v Gaithersburgu, Md .; Harald Mollendal z univerze v Oslu na Norveškem; in Philip R. Jewell iz Nacionalnega observatorija za radio astronomijo (NRAO) v Green Bank, W.Va. Njihovi rezultati so bili sprejeti za objavo v časopisu Astrophysical Journal Letters.
V eksperimentu z GBT so opazili tri molekule aldehida, ki so povezane z enostavnimi reakcijami vodika, ki se verjetno pojavljajo na površini medzvezdnih zrn. Aldehid je molekula, ki vsebuje aldehidno skupino (CHO): atom ogljika, vezan na atom vodika in dvakrat vezan na atom kisika; preostala vez na istem ogljikovem atomu se veže na preostali del molekule.
Začenši s predhodno prijavljenim propinalom (HC2CHO), propenal (CH2CHCHO) nastane z dodajanjem dveh vodikovih atomov. Po istem postopku iz propenala nastane propan (CH3CH2CHO).
Ko se te molekule tvorijo na medzvezdnih zrnih prahu, se lahko izločijo kot difuzni plin. Če se v plinu nabere dovolj molekul, jih lahko zaznamo z radijskim teleskopom. Ko se molekule vrtijo od konca, se spreminjajo iz stanja rotacijske energije v drugo in oddajajo radijske valove z natančnimi frekvencami. "Družina" radijskih frekvenc, ki jih oddaja določena molekula, tvori edinstven "prstni odtis", ki ga znanstveniki lahko uporabijo za identifikacijo te molekule. Znanstveniki so dva nova aldehida identificirali tako, da so zaznali številne frekvence radijskih emisij v tako imenovanem območju K-pasu (18 do 26 GHz) elektromagnetnega spektra.
"Medzvezdne molekule se identificirajo s pomočjo frekvenc, ki so edinstvene rotacijskemu spektru vsake molekule," je dejal Lovas. "Te so neposredno izmerjene v laboratoriju ali izračunane iz izmerjenih podatkov. V tem primeru smo uporabili izračunane spektralne frekvence na podlagi analize literarnih podatkov. "
Zapletene molekule v vesolju so zanimive iz številnih razlogov, vključno z njihovo možno povezavo s tvorbo biološko pomembnih molekul na zgodnji Zemlji. Zapletene molekule so se lahko oblikovale na zgodnji Zemlji ali pa so se najprej oblikovale v medzvezdnih oblakih in se prenesle na površje Zemlje.
Molekule z aldehidno skupino so še posebej zanimive, saj je več biološko pomembnih molekul, vključno z družino molekul sladkorja, aldehidi.
"GBT je mogoče uporabiti za popolno raziskovanje možnosti, da se lahko v vesolju pojavi veliko količino prebiotične kemije, preden se pojavi na novo oblikovanem planetu," je dejal Remijan. „Kometi se tvorijo iz medzvezdnih oblakov in nenehno bombardirajo novo nastali planet zgodaj v svoji zgodovini. Kraterji na naši Luni to dokazujejo. Tako so lahko kometi nosilci organskih molekul, potrebnih za življenje na novem planetu. "
Laboratorijski poskusi tudi kažejo, da reakcije atskih adicij - podobne tistim, za katere se domneva, da se pojavljajo v medzvezdnih oblakih - igrajo vlogo pri sintezi kompleksnih molekul, tako da se ioni, ki vsebujejo enostavnejše molekule, kot so voda, ogljikov dioksid in metanol, dozirajo odmerkom ionizirajočega sevanja. Tako je zdaj mogoče zasnovati laboratorijske poskuse z različnimi komponentami ledu, da bi poskušali proizvesti aldehide, opažene z GBT.
"Detekcija dveh novih aldehidov, ki sta povezani s skupno kemijsko potjo, imenovano dodajanje vodika, dokazuje, da se evolucija do bolj zapletenih vrst rutinsko pojavlja v medzvezdnih oblakih in da razmeroma preprost mehanizem lahko ustvari velike molekule iz manjših. GBT je zdaj ključni instrument za raziskovanje kemične evolucije v vesolju, "je dejal Hollis.
GBT je največji popolnoma vodljiv radijski teleskop na svetu; upravlja ga NRAO.
„Velik premer in visoka natančnost GBT sta nam omogočila preučevanje majhnih medzvezdnih oblakov, ki lahko absorbirajo sevanje iz svetlega ozadja. Občutljivost in fleksibilnost teleskopa sta nam prinesla pomembno novo orodje za preučevanje kompleksnih medzvezdnih molekul, «je dejal Jewell.
National Radio Astronomy Observatory je objekt Nacionalne znanstvene fundacije, ki ga upravlja po pogodbi o sodelovanju Associated Universities, Inc.
Izvirni vir: NRAO News Release
