Kujutise krediit: NRAO
Riikliku teadusfondi Robert C. Byrd Green Banki teleskoopi (GBT) kasutav teadlaste meeskond on avastanud Linnutee galaktika keskuse lähedal asuvast tähtedevahelisest pilvest kaks uut molekuli. See avastus on GBT esimene uute molekulide avastamine ja aitab juba astronoomidel paremini mõista keerukaid protsesse, mille abil suured molekulid kosmoses moodustuvad.
8-aatomilise molekuli propenaal ja 10-aatomilise molekuli propanaal tuvastati suures gaasi- ja tolmupilves, umbes 26 000 valgusaasta kaugusel, piirkonnas, mida tuntakse Amburi B2 nime all. Sellised pilved, sageli palju valgusaastaid, on tooraine, millest uued tähed moodustuvad.
"Ehkki need on maastandardite järgi väga haruldased, on need tähtedevahelised pilved keerukate keemiliste reaktsioonide kohad, mis leiavad aset tuhandete või tuhandete või miljonite aastate jooksul," ütles Jan M. Hollis NASA Goddardi kosmoselennukeskusest Greenbeltis, Md. Aja jooksul võib neisse pilvedesse moodustuda üha keerulisemaid molekule. Praegu pole aga aktsepteeritud teooriat, mis käsitleks rohkem kui 5 aatomit sisaldavate tähtedevaheliste molekulide moodustumist. "
Siiani on tähtedevahelistest pilvedest avastatud umbes 130 erinevat molekuli. Enamik neist molekulidest sisaldab väikest arvu aatomeid ja tähtedevahelistest pilvedest on leitud vaid mõned kaheksa või enama aatomiga molekulid. Iga kord, kui avastatakse uus molekul, aitab see piirata moodustumise keemiat ja tähtedevaheliste tolmuosakeste olemust, mis arvatakse olevat kõige keerukamate tähtedevaheliste molekulide moodustumiskohad.
Hollis tegi koostööd Anthony Remijaniga, kes oli ka NASA Goddard; Frank J. Lovas Gaithersburgi Riiklikust Standardite ja Tehnoloogia Instituudist, Md .; Harald Mollendal Norra Oslo ülikoolist; ja Philip R. Jewell, National Radio Astronomy Observatory (NRAO) Green Bankis, W. V. Nende tulemused aktsepteeriti avaldamiseks ajakirjas Astrophysical Journal Letters.
GBT katses vaadeldi kolme aldehüüdi molekuli ja need näisid olevat seotud lihtsate vesiniku liitmisreaktsioonidega, mis tõenäoliselt esinevad tähtedevaheliste terade pinnal. Aldehüüd on molekul, mis sisaldab aldehüüdrühma (CHO): süsinikuaatom, mis on üksikult seotud vesinikuaatomi ja kaksiksidemega hapnikuaatomiga; samal süsinikuaatomil olev ülejäänud side seob ülejäänud molekuli.
Alustades eelnevalt teatatud propünaalist (HC2CHO), moodustatakse kahe vesinikuaatomi lisamisega propenaal (CH2CHCHO). Samal meetodil moodustatakse propenaalist propanaal (CH3CH2CHO).
Pärast nende molekulide moodustumist tähtedevahelistel tolmuteradel võivad nad väljuda hajusgaasina. Kui gaasi koguneb piisavalt molekule, saab neid tuvastada raadioteleskoobi abil. Kui molekulid pöörlevad otsast lõpuni, muutuvad nad ühest pöörlemisenergia olekust teise, kiirgates raadiolaineid täpsetel sagedustel. Konkreetse molekuli kiirgavate raadiosageduste perekond moodustab ainulaadse sõrmejälje, mida teadlased saavad selle molekuli tuvastamiseks kasutada. Teadlased tuvastasid kaks uut aldehüüdi, tuvastades hulga raadiosageduse sagedusi elektromagnetilise spektri K-riba piirkonnas (18–26 GHz).
"Tähtedevahelised molekulid identifitseeritakse sageduste abil, mis on ainulaadsed iga molekuli pöörlemisspektri jaoks," ütles Lovas. Neid mõõdetakse kas otseselt laboris või arvutatakse mõõdetud andmete põhjal. Sel juhul kasutasime kirjanduse andmete analüüsi põhjal arvutatud spektrisagedusi. "
Kosmoses olevad keerulised molekulid pakuvad huvi mitmel põhjusel, sealhulgas nende võimaliku seose kohta bioloogiliselt oluliste molekulide moodustumisega varakult Maalt. Komplekssed molekulid võisid tekkida juba varakult Maal või need võisid algul moodustuda tähtedevahelistes pilvedes ja vedada Maa pinnale.
Aldehüüdrühmaga molekulid on eriti huvitavad, kuna mitmed bioloogiliselt olulised molekulid, sealhulgas suhkru molekulide perekond, on aldehüüdid.
"GBT abil saab täielikult uurida võimalust, et kosmoses võib esineda märkimisväärses koguses prebiootilisi keemiaid juba ammu enne selle tekkimist vastloodud planeedil," ütles Remijan. „Komeedid moodustuvad tähtedevahelistest pilvedest ja pommitavad vastloodud planeeti lakkamatult oma ajaloo alguses. Meie Kuu kraatrid kinnitavad seda. Seega võivad komeedid olla orgaanilised molekulid, mis on vajalikud elu alustamiseks uuel planeedil. "
Laboratoorsed katsed näitavad ka, et aatomi liitumisreaktsioonid - sarnaselt tähtedevahelistes pilvedes toimuvatega - mängivad rolli keerukate molekulide sünteesimisel, allutades ioniseeriva kiirguse annustele lihtsamaid molekule, näiteks vett, süsinikdioksiidi ja metanooli sisaldavad jääd. Seega saab nüüd GBT abil täheldatud aldehüüdide tootmiseks kavandada laboratoorseid katseid erinevate jääkomponentidega.
Kahe uue aldehüüdi tuvastamine, mida seob ühine keemiline rada, mida nimetatakse vesiniku liitmiseks, näitab, et evolutsioon keerukamate liikideni toimub tavapäraselt tähtedevahelistes pilvedes ja suhteliselt lihtne mehhanism võib ehitada väiksematest suured molekulid. GBT on nüüd põhiline instrument kosmose keemilise evolutsiooni uurimisel, “ütles Hollis.
GBT on maailma suurim täielikult juhitav raadioteleskoop; seda haldab NRAO.
„GBT suur läbimõõt ja ülitäpsus võimaldasid meil uurida väikseid tähtedevahelisi pilvi, mis suudavad neelata ereda taustaallika kiirgust. Teleskoobi tundlikkus ja paindlikkus andis meile olulise uue tööriista keerukate tähtedevaheliste molekulide uurimiseks, “ütles Jewell.
Riiklik raadioastronoomia vaatluskeskus on Riikliku Teadusfondi rajatis, mida haldab Associated Universities, Inc. koostöölepingu alusel.
Algne allikas: NRAO pressiteade
