Kuvaluotto: NRAO
Ryhmä tutkijoita, jotka käyttävät kansallisen tiedesäätiön Robert C. Byrdin Green Bank -teleskooppia (GBT), on löytänyt kaksi uutta molekyyliä tähtienvälisessä pilvessä lähellä Linnunradan galaksin keskustaa. Tämä löytö on GBT: n ensimmäinen uusien molekyylien havaitseminen, ja se auttaa jo tähtitieteilijöitä ymmärtämään paremmin monimutkaisia prosesseja, joiden avulla suuret molekyylit muodostavat avaruudessa.
8-atomimolekyylin propenaali ja 10-atomimolekyylin propanaali havaittiin suuressa kaasu- ja pölypilvissä, joka oli noin 26 000 valovuoden päässä alueella, joka tunnetaan nimellä Jousimies B2. Tällaiset pilvet, usein monta valovuotta poikki, ovat raaka-aine, josta uusia tähtiä muodostuu.
"Vaikka nämä maapallonormit ovat hyvin harvinaisia, nämä tähtienväliset pilvet ovat monimutkaisten kemiallisten reaktioiden paikkoja, joita tapahtuu satojen tuhansien tai miljoonien vuosien aikana", sanoi Jan M. Hollis NASA: n Goddard-avaruuslentokeskuksesta Greenbeltissä, Md. Ajan myötä näihin pilviin voi muodostua yhä monimutkaisempia molekyylejä. Tällä hetkellä ei kuitenkaan ole hyväksyttyä teoriaa, joka käsittelisi yli 5 atomin sisältävien tähtien välisiä molekyylejä. "
Tähän mennessä tähtienvälisistä pilvistä on löydetty noin 130 erilaista molekyyliä. Suurin osa näistä molekyyleistä sisältää pienen määrän atomeja, ja tähteiden välisistä pilvistä on löydetty vain muutama molekyyli, joissa on kahdeksan tai enemmän atomia. Aina kun uusi molekyyli löydetään, se auttaa rajoittamaan muodostumiskemiaa ja tähtien välisten pölyrakeiden luonnetta, joiden uskotaan olevan monimutkaisimpien tähteiden välisten molekyylien muodostumispaikat.
Hollis teki yhteistyötä Anthony Remijanin, myös NASA Goddardin, kanssa; Frank J. Lovas, National Standards and Technology Institute of Gaithersburg, Md .; Harald Mollendal Oslon yliopistosta, Norja; ja Philip R. Jewell, National Radio Astronomy Observatory (NRAO), Green Bank, W.V., heidän tulokset hyväksyttiin julkaistavaksi Astrophysical Journal Letters -lehdessä.
GBT-kokeessa havaittiin kolme aldehydimolekyyliä, jotka näyttävät olevan yhteydessä toisiinsa yksinkertaisilla vetyadditioreaktioilla, joita todennäköisesti tapahtuu tähtienvälisten jyvien pinnalla. Aldehydi on molekyyli, joka sisältää aldehydiryhmän (CHO): hiiliatomi, joka on yksinkertaisesti sitoutunut vetyatomiin ja kaksoissidottu happiatomiin; jäljellä oleva sidos samassa hiiliatomissa sitoutuu muuhun molekyyliin.
Alkaen aiemmin ilmoitetulta propynaalilta (HC2CHO) propenaali (CH2CHCHO) muodostetaan lisäämällä kaksi vetyatomia. Samalla menetelmällä propanaalista muodostetaan propanaali (CH3CH2CHO).
Sen jälkeen kun nämä molekyylit ovat muodostuneet tähtienvälisille pölyjyvälle, ne voidaan poistaa diffuusiona. Jos kaasuun kertyy tarpeeksi molekyylejä, ne voidaan havaita radioteleskoopilla. Kun molekyylit pyörivät päästä päähän, ne muuttuvat pyörimisenergian tilasta toiseen lähettäen radioaaltoja tarkkoilla taajuuksilla. Tietyn molekyylin lähettämät radiotaajuuksien "perhe" muodostaa ainutlaatuisen "sormenjäljen", jota tutkijat voivat käyttää kyseisen molekyylin tunnistamiseen. Tutkijat tunnistivat kaksi uutta aldehydiä havaitsemalla useita radiotaajuuksien taajuuksia elektromagneettisen spektrin K-kaista-alueella (18 - 26 GHz).
"Tähtien väliset molekyylit tunnistetaan taajuuksilla, jotka ovat ainutlaatuisia kunkin molekyylin rotaatiospektrin suhteen", Lovas sanoi. ”Ne joko mitataan suoraan laboratoriossa tai lasketaan mitattujen tietojen perusteella. Tässä tapauksessa käytimme laskettuja spektritaajuuksia, jotka perustuvat kirjallisuustietojen analyysiin. "
Avaruudessa olevat monimutkaiset molekyylit ovat mielenkiintoisia monista syistä, mukaan lukien niiden mahdollinen yhteys biologisesti merkittävien molekyylien muodostumiseen varhaisessa maapallossa. Monimutkaiset molekyylit ovat saattaneet muodostua varhaisessa maapallossa tai ne voivat olla muodostuneet ensin tähtienvälisissä pilvissä ja kuljetettu maan pinnalle.
Aldehydiryhmän sisältävät molekyylit ovat erityisen mielenkiintoisia, koska useat biologisesti merkittävät molekyylit, mukaan lukien sokerimolekyylien perhe, ovat aldehydejä.
"GBT: tä voidaan käyttää tutkimaan täysin sitä mahdollisuutta, että huomattavaa määrää prebioottista kemiaa voi esiintyä avaruudessa kauan ennen kuin se tapahtuu vasta muodostetulla planeetalla", Remijan sanoi. ”Komeetat muodostuvat tähtienvälisistä pilvistä ja pommittavat jatkuvasti vasta muodostettua planeettaa varhaisessa historiassa. Kuun kraatterit todistavat tämän. Komeetat voivat siten olla kuljetusvälineitä orgaanisille molekyyleille, jotka ovat välttämättömiä elämän alkamiselle uudella planeetalla. "
Laboratoriokokeet osoittavat myös, että atomien additioreaktioilla - samanlaisilla kuin mitä oletetaan tapahtuvan tähtien välisissä pilvissä - on merkitystä monimutkaisten molekyylien syntetisoinnissa altistamalla jäätymiä, jotka sisältävät yksinkertaisempia molekyylejä, kuten vettä, hiilidioksidia ja metanolia, ionisoivan säteilyannoksen avulla. Siksi laboratoriokokeet voidaan nyt suunnitella erilaisilla jääkomponenteilla GBT: llä havaittujen aldehydien tuottamiseksi.
”Kahden uuden aldehydin, jotka liittyvät vetyadditioon liittyvällä kemiallisella reitillä, havaitseminen osoittaa, että evoluutio monimutkaisempiin lajeihin tapahtuu rutiininomaisesti tähtienvälisissä pilvissä ja että suhteellisen yksinkertainen mekanismi voi rakentaa suuria molekyylejä pienemmistä. GBT on nyt keskeinen väline tutkittaessa kemiallista evoluutiota avaruudessa ”, Hollis sanoi.
GBT on maailman suurin täysin ohjattava radioteleskooppi; sitä hallinnoi NRAO.
”GBT: n suuri halkaisija ja korkea tarkkuus antoivat meille mahdollisuuden tutkia pieniä tähtienvälisiä pilviä, jotka voivat absorboida kirkkaan, taustalähteen säteilyä. Teleskoopin herkkyys ja joustavuus antoivat meille tärkeän uuden työkalun monimutkaisten tähteiden välisten molekyylien tutkimiseen ”, Jewell sanoi.
National Radio Astronomy Observatory on National Science Foundationin laitos, jota hallinnoi Associated Universities, Inc. yhteistyösopimuksella.
Alkuperäinen lähde: NRAO-lehdistötiedote
