Credit imagine: NRAO
O echipă de oameni de știință care folosesc Robert C. Byrd Telescopul Băncii Verzi a Fundației Naționale a Științei a descoperit două molecule noi într-un nor interstelar, aproape de centrul galaxiei Căii Lactee Această descoperire este prima detecție de noi molecule de către GBT și îi ajută deja pe astronomi să înțeleagă mai bine procesele complexe prin care se formează molecule mari în spațiu.
Molecula propenală cu 8 atomi și molecula propanală cu 10 atomi au fost detectate într-un nor mare de gaz și praf la aproximativ 26.000 de ani lumină distanță într-o zonă cunoscută sub numele de Săgetătorul B2. Astfel de nori, adesea mulți ani-lumină, sunt materia primă din care se formează stele noi.
„Deși sunt foarte rarefiate de standardele Pământului, acești nori interstelari sunt siturile de reacții chimice complexe care se petrec de-a lungul a sute de mii sau milioane de ani", a declarat Jan M. Hollis, de la Centrul de zbor spațial Goddard NASA din Greenbelt, Md. " În timp, în acești nori se pot forma tot mai multe molecule complexe. În prezent, însă, nu există o teorie acceptată care să abordeze modul în care se formează molecule interstelare care conțin mai mult de 5 atomi. "
Până în prezent, în 130 de nori au fost descoperite aproximativ 130 de molecule diferite. Majoritatea acestor molecule conțin un număr mic de atomi și doar câteva molecule cu opt sau mai mulți atomi au fost găsite în nori interstelari. De fiecare dată când este descoperită o nouă moleculă, aceasta ajută la constrângerea chimiei formării și natura boabelor de praf interstelare, despre care se crede că sunt locurile de formare ale celor mai complexe molecule interstelare.
Hollis a colaborat cu Anthony Remijan, tot de la NASA Goddard; Frank J. Lovas de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie din Gaithersburg, Md .; Harald Mollendal de la Universitatea din Oslo, Norvegia; și Philip R. Jewell de la National Radio Astronomy Observatory (NRAO) din Green Bank, W.Va. Rezultatele lor au fost acceptate pentru publicare în Astrophysical Journal Letters.
În experimentul GBT, trei molecule de aldehidă au fost observate și par a fi legate de reacții simple de adaos de hidrogen, care apar probabil la suprafața boabelor interstelare. O aldehidă este o moleculă care conține grupa aldehidă (CHO): un atom de carbon legat individual la un atom de hidrogen și legat dublu la un atom de oxigen; legătura rămasă pe aceeași atom de carbon se leagă la restul moleculei.
Începând cu propinala raportată anterior (HC2CHO), propenalul (CH2CHCHO) se formează prin adăugarea a doi atomi de hidrogen. Prin același proces se formează propenal (CH3CH2CHO) din propenal.
După ce aceste molecule se formează pe boabe de praf interstelare, ele pot fi expulzate sub formă de gaz difuz. Dacă se acumulează suficiente molecule în gaz, acestea pot fi detectate cu un radiotelescop. Pe măsură ce moleculele se rotesc de la capăt la sfârșit, se schimbă de la o stare de energie de rotație la alta, emitând unde radio la frecvențe precise. „Familia” frecvențelor radio emise de o anumită moleculă formează o „amprentă” unică pe care oamenii de știință o pot folosi pentru a identifica acea moleculă. Oamenii de știință au identificat cele două noi aldehide detectând o serie de frecvențe de emisie radio în ceea ce se numește regiunea benzilor K (18 până la 26 GHz) din spectrul electromagnetic.
„Moleculele interstelare sunt identificate cu ajutorul frecvențelor care sunt unice pentru spectrul de rotație al fiecărei molecule”, a spus Lovas. „Acestea sunt fie măsurate direct în laborator, fie calculate din datele măsurate. În acest caz, am folosit frecvențele spectrale calculate pe baza unei analize a datelor din literatură. "
Moleculele complexe din spațiu sunt de interes din mai multe motive, inclusiv conexiunea lor posibilă la formarea de molecule semnificative biologic pe Pământ. Moleculele complexe s-ar fi putut forma pe Pământul timpuriu sau s-ar fi putut forma mai întâi în nori interstelari și au fost transportate la suprafața Pământului.
Moleculele cu grupa aldehidă sunt deosebit de interesante, deoarece mai multe molecule semnificative biologic, inclusiv o familie de molecule de zahăr, sunt aldehide.
„GBT poate fi utilizat pentru a explora pe deplin posibilitatea ca o cantitate semnificativă de chimie prebiotică să apară în spațiu cu mult înainte de apariția pe o planetă nou formată”, a spus Remijan. „Cometele se formează din nori interstelari și bombardează neîncetat o planetă nou formată la începutul istoriei sale. Craterele de pe Luna noastră atestă acest lucru. Astfel, cometele pot fi vehiculele de livrare a moleculelor organice necesare pentru ca viața să înceapă pe o nouă planetă. "
Experimentele de laborator demonstrează, de asemenea, că reacțiile de adăugare atomice - similare cu cele presupuse a se produce în norii interstelari - joacă un rol în sinteza moleculelor complexe prin supunerea unor icre care conțin molecule mai simple, cum ar fi apă, dioxid de carbon și metanol la dozaje de radiații ionizante. Astfel, experimentele de laborator pot fi acum concepute cu diverse componente de gheață pentru a încerca producerea aldehidelor observate cu GBT.
„Detectarea celor două noi aldehide, care sunt legate de o cale chimică comună numită adăugare de hidrogen, demonstrează că evoluția către specii mai complexe are loc în mod obișnuit în nori interstelari și că un mecanism relativ simplu poate construi molecule mari din altele mai mici. GBT este acum un instrument cheie în explorarea evoluției chimice în spațiu ”, a spus Hollis.
GBT este cel mai mare telescop radio complet deplin din lume; acesta este operat de ANR.
„Diametrul mare și precizia ridicată a GBT ne-au permis să studiem mici nori interstelari care pot absorbi radiațiile dintr-o sursă de fundal strălucitoare. Sensibilitatea și flexibilitatea telescopului ne-au oferit un instrument nou și important pentru studiul moleculelor interstelare complexe ”, a spus Jewell.
Observatorul Național de Radio Astronomie este o instalație a Fundației Naționale a Științei, operată în baza unui acord de cooperare de Universitățile Asociate, Inc.
Sursa originală: Comunicat de presă NRAO
