Kreditna slika: NRAO
Tim znanstvenika koji koristi teleskop Robert C. Byrd Green Bank iz Nacionalne zaklade za znanost (GBT) otkrio je dvije nove molekule u međuzvjezdanom oblaku u blizini središta Galaksije Mliječni put. Ovo otkriće predstavlja prvo otkrivanje novih molekula GBT-a i već pomaže astronomima da bolje razumiju složene procese pomoću kojih se velike molekule formiraju u svemiru.
Propenal molekule 8 atoma i propanal molekule 10 atoma detektiran je u velikom oblaku plina i prašine, udaljenih 26 000 svjetlosnih godina, na području poznatom kao Strijelac B2. Takvi oblaci, često više svjetlosnih godina, sirovina su iz koje se formiraju nove zvijezde.
"Iako su vrlo rijetko razrijeđeni zemaljskim standardima, ovi međuzvjezdani oblaci su mjesta složenih kemijskih reakcija koje se događaju stotinama tisuća ili milijunima godina", rekao je Jan M. Hollis iz NASA Goddard centra za svemirske letove u Greenbeltu, Md. " S vremenom se u tim oblacima mogu formirati sve složenije molekule. Trenutno, međutim, ne postoji prihvaćena teorija koja govori o načinu formiranja međuzvjezdanih molekula koje sadrže više od 5 atoma. "
Do sada je otkriveno oko 130 različitih molekula u međuzvjezdanim oblacima. Većina tih molekula sadrži mali broj atoma, a samo je nekoliko molekula s osam ili više atoma pronađeno u međuzvjezdanim oblacima. Svaki put kada se otkrije nova molekula, ona pomaže ograničiti kemiju tvorbe i prirodu međuzvjezdanih zrna prašine, za koje se vjeruje da su mjesta formiranja najsloženijih međuzvjezdanih molekula.
Hollis je surađivao s Anthonyjem Remijanom, također iz NASA Goddarda; Frank J. Lovas s Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju u Gaithersburgu, Md .; Harald Mollendal sa Sveučilišta u Oslu, Norveška; i Philip R. Jewell iz Nacionalnog opservatorija za radio astronomiju (NRAO) u Green Bank, W.Va. Njihovi rezultati prihvaćeni su za objavljivanje u Astrophysical Journal Letters.
U pokusu s GBT-om, uočene su tri molekule aldehida i čini se da su povezane jednostavnim reakcijama dodavanja vodika, koje se vjerojatno pojavljuju na površini međuzvjezdanih zrna. Aldehid je molekula koja sadrži aldehidnu skupinu (CHO): ugljikov atom pojedinačno vezan na atom vodika i dvostruko vezan na atom kisika; preostala veza na tom istom atomu ugljika veže se za ostatak molekule.
Počevši s ranije prijavljenim propilom (HC2CHO), propenal (CH2CHCHO) nastaje dodavanjem dva atoma vodika. Po istom procesu iz propenala se stvara propan (CH3CH2CHO).
Nakon što se te molekule formiraju na međuzvjezdanim zrncima prašine, one se mogu izbaciti kao difuzni plin. Ako se u plinu nakuplja dovoljno molekula, oni se mogu detektirati radio teleskopom. Kako se molekule okreću jedan za drugim, oni se mijenjaju iz jednog u drugi rotacijski energetski status, emitirajući radio valove s preciznim frekvencijama. "Obitelj" radiofrekvencija koje emitira određena molekula tvori jedinstveni "otisak prsta" koji znanstvenici mogu upotrijebiti za identifikaciju te molekule. Znanstvenici su identificirali dva nova aldehida detektirajući niz frekvencija radio emisije u onome što se naziva područje K-opsega (18 do 26 GHz) elektromagnetskog spektra.
"Međuzvjezdane molekule identificiraju se pomoću frekvencija koje su jedinstvene za rotacijski spektar svake molekule", rekao je Lovas. „Oni se izravno mjere u laboratoriju ili se izračunavaju iz izmjerenih podataka. U ovom slučaju koristili smo izračunate spektralne frekvencije na temelju analize literaturnih podataka. "
Složene molekule u svemiru su zanimljive iz mnogih razloga, uključujući njihovu moguću povezanost s formiranjem biološki značajnih molekula na ranoj Zemlji. Složene molekule mogle su se formirati na ranoj Zemlji ili su se možda prvo formirale u međuzvjezdanim oblacima i prenijele na površinu Zemlje.
Molekuli s aldehidnom skupinom posebno su zanimljivi jer je nekoliko biološki značajnih molekula, uključujući obitelj molekula šećera aldehidi.
"GBT se može koristiti za potpuno istraživanje mogućnosti da se značajna količina prebiotske kemije pojavi u svemiru mnogo prije nego što se pojavi na novoformiranom planetu", rekao je Remijan. "Kometi nastaju iz međuzvjezdanih oblaka i neprekidno bombardiraju novoformirani planet početkom svoje povijesti. Krateri na našem Mjesecu to svjedoče. Prema tome, kometi mogu biti nosioci organskih molekula neophodnih za život na novom planetu. "
Laboratorijski eksperimenti također pokazuju da reakcije atomskog dodavanja - slične onima za koje se pretpostavlja da se događaju u međuzvjezdanim oblacima - igraju ulogu u sinteziranju složenih molekula podvrgavanjem iona koja sadrže jednostavnije molekule poput vode, ugljičnog dioksida i metanola doziranju ionizirajućeg zračenja. Dakle, sada se mogu osmisliti laboratorijski eksperimenti s raznim ledenim komponentama kako bi se pokušala proizvesti aldehidi promatrani s GBT-om.
„Otkrivanje dva nova aldehida koji su povezani zajedničkim kemijskim putem nazvanim dodavanje vodika pokazuje da se evolucija do složenijih vrsta rutinski događa u međuzvjezdanim oblacima i da relativno jednostavan mehanizam može stvoriti velike molekule iz manjih. GBT je sada ključni instrument u istraživanju kemijske evolucije u svemiru, "rekao je Hollis.
GBT je najveći svjetski upravljani radijski teleskop; njime upravlja NRAO.
„Veliki promjer i visoka preciznost GBT-a omogućili su nam proučavanje malih međuzvjezdanih oblaka koji mogu apsorbirati zračenje iz svijetlog, pozadinskog izvora. Osjetljivost i fleksibilnost teleskopa pružili su nam važno novo sredstvo za proučavanje složenih međuzvjezdanih molekula “, rekao je Jewell.
Nacionalna opservatorija za radio astronomiju je objekt Nacionalne zaklade za znanost, a djeluje prema ugovoru suradnje udruženih sveučilišta, Inc.
Izvorni izvor: NRAO News Release
