Kép jóváírása: NRAO
A Nemzeti Tudományos Alapítvány Robert C. Byrd Green Bank-teleszkópját (GBT) használó tudóscsoport két új molekulát fedez fel egy csillagközi felhőben a Tejút galaxis központja közelében. Ez a felfedezés a GBT által először észlelt új molekulákat, és máris segít a csillagászoknak jobban megérteni azokat a komplex folyamatokat, amelyek révén a nagy molekulák az űrben kialakulnak.
A nyolc atomú molekula propenálját és a 10 atomú molekula propanalját egy nagy gáz- és porhullában detektálták, körülbelül 26 000 fényév távolságban, Nyilas B2 néven ismert területen. Az ilyen, gyakran sok fényév átmérőjű felhő az a nyersanyag, amelyből új csillagok alakulnak ki.
"Noha ezeket a csillagközi felhőket nagyon ritkák a földi szabványok, ezek a komplex kémiai reakciók helyszínei több ezer vagy millió év alatt zajlanak" - mondta Jan M. Hollis, a NASA Goddard űrrepülési központja, Greenbelt, Md. Idővel egyre összetettebb molekulák képződhetnek ezekben a felhőkben. Jelenleg azonban nincs elfogadott elmélet, amely arról szól, hogy miként alakulnak ki az öt atomnál nagyobb csillagközi molekulák. "
Eddig mintegy 130 különböző molekulát fedeztek fel a csillagközi felhőkben. Ezeknek a molekuláknak a többsége kevés atomot tartalmaz, és csak néhány molekulát tartalmaznak nyolc vagy annál több atomot a csillagközi felhőkben. Minden alkalommal, amikor új molekulát fedeznek fel, ez segít korlátozni a csillagközi por szemcsék képződési kémiáját és természetét, amelyekről úgy gondolják, hogy a legbonyolultabb csillagközi csillagmolekulák képződésének helyei.
Hollis együttműködött Anthony Remijannel, szintén a NASA Goddard-nal; Frank J. Lovas a Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézetből, Gaithersburg, Md .; Harald Mollendal a norvégiai Oslo Egyetemen; és Philip R. Jewell, a National Bank Astronomy Observatory (NRAO), a Green Bank, W. V. Az eredményeket elfogadták az Astrophysical Journal Letters-ben való közzétételre.
A GBT kísérletben három aldehid molekulát figyeltünk meg, és úgy tűnik, hogy összefüggenek egyszerű hidrogén addíciós reakciókkal, amelyek valószínűleg a csillagközi szemcsék felületén fordulnak elő. Az aldehid egy olyan molekula, amely az aldehidcsoportot (CHO) tartalmazza: egy szénatom, amely egyedileg kapcsolódik hidrogénatomhoz és kettős kötésű egy oxigénatomhoz; az ugyanazon a szénatomon fennmaradó kötés a molekula többi részéhez kapcsolódik.
A korábban bejelentett propinállal (HC2CHO) kezdve a propenál (CH2CHCHO) két hidrogénatom hozzáadásával képződik. Ugyanezen eljárással propanálból propanalt (CH3CH2CHO) állítunk elő.
Miután ezek a molekulák csillagközi por szemcsékön képződtek, diffúz gázként kerülhetnek ki. Ha elegendő mennyiségű molekula halmozódik fel a gázban, rádióteleszkóppal meg lehet határozni. Ahogy a molekulák egymás felé forognak, az egyik forgási energiaállapotról a másikra változnak, pontos frekvencián sugárzó hullámokat bocsátanak ki. Egy adott molekula által kibocsátott rádiófrekvenciák „családja” egyedi „ujjlenyomatot” képez, amelyet a tudósok felhasználhatnak az adott molekula azonosítására. A tudósok a két új aldehidet úgy azonosították, hogy számos rádiófrekvencia-frekvenciát észleltek az elektromágneses spektrum K-sávjában (18–26 GHz).
"A csillagközi molekulákat az egyes molekulák forgási spektrumára jellemző frekvenciák alapján azonosítják" - mondta Lovas. „Ezeket vagy közvetlenül mérik a laboratóriumban, vagy a mért adatok alapján számítják ki. Ebben az esetben a szakirodalmi adatok elemzése alapján számított spektrumfrekvenciákat használtunk. ”
Az űrben lévő komplex molekulák számos okból érdeklődnek, ideértve azok lehetséges kapcsolatát a biológiailag jelentős molekulák képződésével a korai Földön. Lehet, hogy komplex molekulák képződtek a korai Földön, vagy először csillagközi felhőkben képződhetnek, és a Föld felszínére szállíthatók.
Az aldehidcsoporttal rendelkező molekulák különösen érdekesek, mivel számos biológiailag jelentős molekula, beleértve a cukormolekulák családját, aldehidek.
"A GBT felhasználható annak felderítésére, hogy jelentős mennyiségű prebiotikus kémia fordulhat elő az űrben jóval azelőtt, hogy az újonnan kialakult bolygón megtörténne" - mondta Remijan. „A üstökösök csillagközi felhőkből alakulnak ki, és a történelem korai szakaszában folyton bombázzák az újonnan kialakult bolygót. A Holdon lévő kráterek ezt igazolják. Így a üstökösök lehetnek szerves molekulák szállító hordozói, amelyek az új bolygón történő élet megkezdéséhez szükségesek. "
A laboratóriumi kísérletek azt is kimutatták, hogy az atom addíciós reakciók - hasonlóan a csillagközi felhőkben feltételezhetően bekövetkező reakciókhoz - szerepet játszanak a komplex molekulák szintetizálásában azáltal, hogy egyszerűbb molekulákat, például vizet, szén-dioxidot és metanolt tartalmazó jégeket ionizáló sugárzási dózisnak vetnek alá. Így laboratóriumi kísérletek készíthetők különböző jégkomponensekkel a GBT-vel megfigyelt aldehidek előállításának megkísérlésére.
„A két új aldehid detektálása, amelyeket egy közös kémiai úton, hidrogén addíciónak hívnak össze, kimutatja, hogy a komplexebb fajokra történő evolúció rutinszerűen fordul elő csillagközi felhőkben és egy viszonylag egyszerű mechanizmus nagy molekulákat építhet ki a kisebbekből. A GBT most kulcsfontosságú eszköz az űrben a kémiai evolúció feltárásában ”- mondta Hollis.
A GBT a világ legnagyobb, teljesen kormányozható rádióteleszkópja; a NRAO üzemelteti.
„A GBT nagy átmérője és nagy pontossága lehetővé tette számunkra, hogy kis csillagközi felhőket tanulmányozzunk, amelyek képesek abszorbeálni egy fényes háttérforrás sugárzását. A távcső érzékenysége és rugalmassága fontos új eszközt adott nekünk a komplex csillagközi csillagmolekulák vizsgálatához ”- mondta Jewell.
A National Radio Astronomy Observatory a Nemzeti Tudományos Alapítvány létesítménye, amelyet az Associated Universities, Inc. együttműködési megállapodás alapján működtetnek.
Eredeti forrás: NRAO sajtóközlemény
