Кредит за изображение: NRAO
Екип от учени, използващи телескопа на Робърт К. Бърд Грийн Банк на Националната научна фондация (GBT), откриха две нови молекули в междузвезден облак близо до центъра на Галактиката Млечен път. Това откритие е първото откриване на нови молекули на GBT и вече помага на астрономите да разберат по-добре сложните процеси, чрез които големи молекули се образуват в космоса.
Пропеналът на 8-атомна молекула и 10-атомният молекулен пропанал бяха открити в голям облак от газ и прах на около 26 000 светлинни години в район, известен като Стрелец В2. Такива облаци, често много светлинни години, са суровината, от която се образуват нови звезди.
„Макар и много разредени от земните стандарти, тези междузвездни облаци са местата на сложни химични реакции, които се случват в продължение на стотици хиляди или милиони години“, казва Ян М. Холис от Центъра за космически полети на NASA Goddard в Greenbelt, Md. “ С течение на времето в тези облаци могат да се образуват все по-сложни молекули. В момента обаче няма приета теория, която да се занимава с формирането на междузвездни молекули, съдържащи повече от 5 атома. "
Досега в междузвездни облаци са открити около 130 различни молекули. Повечето от тези молекули съдържат малък брой атоми, а само няколко молекули с осем или повече атома са открити в междузвездни облаци. Всеки път, когато се открие нова молекула, тя помага да се ограничи химията на образуването и естеството на междузвездни прахови зърна, за които се смята, че са местата за образуване на най-сложни междузвездни молекули.
Холис си сътрудничи с Антъни Ремиджан, също от НАСА Годард; Франк Дж. Ловас от Националния институт за стандарти и технологии в Gaithersburg, Md .; Харалд Моллендал от Университета в Осло, Норвегия; и Филип Р. Джиуел от Националната обсерватория за астрономия на радиото (NRAO) в Green Bank, W.Va. Резултатите от тях бяха приети за публикуване в Astrophysical Journal Letters.
В експеримента с GBT са наблюдавани три молекули алдехид и изглежда са свързани чрез прости реакции на добавяне на водород, които вероятно се появяват на повърхността на междузвездни зърна. Алдехидът е молекула, която съдържа алдехидната група (СНО): въглероден атом, свързан поотделно към водороден атом и двойно свързан с кислороден атом; останалата връзка на същия този въглероден атом се свързва с останалата част от молекулата.
Започвайки с докладвания по-рано пропинал (HC2CHO), пропеналът (CH2CHCHO) се образува чрез добавяне на два водородни атома. По същия процес пропан (CH3CH2CHO) се образува от пропенал.
След като тези молекули се образуват върху междузвездни прахови зърна, те могат да бъдат изхвърлени като дифузен газ. Ако в молекулата се натрупат достатъчно молекули, те могат да бъдат открити с радио телескоп. Докато молекулите се въртят от край до край, те се променят от едно ротационно енергийно състояние в друго, излъчвайки радиовълни с точни честоти. „Семейството“ радиочестоти, излъчвани от определена молекула, образува уникален „пръстов отпечатък“, който учените могат да използват за идентифициране на тази молекула. Учените идентифицираха двата нови алдехида, като откриха редица честоти на радиоизлъчване в това, което се нарича K-лентов регион (18 до 26 GHz) на електромагнитния спектър.
„Междузвездни молекули се идентифицират с помощта на честотите, които са уникални за въртящия се спектър на всяка молекула“, казва Ловас. „Те се измерват директно в лабораторията или се изчисляват от измерените данни. В този случай използвахме изчислените спектрални честоти въз основа на анализ на литературните данни. "
Сложните молекули в космоса представляват интерес по много причини, включително тяхната възможна връзка с образуването на биологично значими молекули на ранната Земя. Сложните молекули може да са се образували на ранната Земя или е възможно първо да са се образували в междузвездни облаци и да са пренесени на повърхността на Земята.
Молекулите с алдехидната група са особено интересни, тъй като няколко биологично значими молекули, включително семейство захарни молекули, са алдехиди.
„GBT може да бъде използван за пълно проучване на възможността, че значително количество пребиотична химия може да се появи в космоса много преди да се появи на новосформираната планета“, каза Ремиджан. „Кометите се образуват от междузвездни облаци и непрекъснато бомбардират новосформираната планета в началото на своята история. Кратери на нашата Луна свидетелстват за това. По този начин кометите може да са носители на органични молекули, необходими, за да започне животът на нова планета. "
Лабораторните експерименти също демонстрират, че реакциите на атомно добавяне - подобни на тези, за които се предполага, че се наблюдават в междузвездни облаци - играят роля при синтеза на сложни молекули, като подлагат на дози на йонизиращо лъчение лъчи, съдържащи по-прости молекули като вода, въглероден диоксид и метанол. По този начин, лабораторни експерименти вече могат да бъдат разработени с различни ледени компоненти, за да се опита производството на алдехиди, наблюдавани с GBT.
„Откриването на двата нови алдехида, които са свързани по общ химичен път, наречен добавяне на водород, показва, че еволюцията до по-сложни видове се среща рутинно в междузвездни облаци и че сравнително прост механизъм може да изгради големи молекули от по-малки. GBT сега е ключов инструмент за изследване на химическата еволюция в космоса “, каза Холис.
GBT е най-големият напълно управляем радио телескоп в света; тя се управлява от НАПО.
„Големият диаметър и високата точност на GBT ни позволиха да изследваме малки междузвездни облаци, които могат да абсорбират радиацията от светъл, фонов източник. Чувствителността и гъвкавостта на телескопа ни дадоха важен нов инструмент за изследване на сложни междузвездни молекули “, казва Джуъл.
Националната обсерватория за радиоастрономия е съоръжение на Националната научна фондация, управлявано по споразумение за сътрудничество от Associated Universities, Inc.
Оригинален източник: NRAO News Release
