Πιστωτική εικόνα: NRAO
Μια ομάδα επιστημόνων που χρησιμοποιούν το Τηλεσκόπιο Robert C. Byrd Green Bank του Εθνικού Επιστημονικού Ιδρύματος (GBT) ανακάλυψε δύο νέα μόρια σε ένα διαστρικό σύννεφο κοντά στο κέντρο του Γαλαξία μας. Αυτή η ανακάλυψη είναι η πρώτη ανίχνευση νέων μορίων του GBT και βοηθά ήδη τους αστρονόμους να κατανοήσουν καλύτερα τις περίπλοκες διαδικασίες με τις οποίες σχηματίζονται μεγάλα μόρια στο διάστημα.
Το προπενικό μόριο 8 ατόμων και το προπανικό μόριο 10 ατόμων εντοπίστηκαν σε ένα μεγάλο νέφος αερίου και σκόνης περίπου 26.000 έτη φωτός μακριά σε μια περιοχή γνωστή ως Τοξότης B2. Τέτοια σύννεφα, συχνά σε πολλά έτη φωτός, είναι η πρώτη ύλη από την οποία σχηματίζονται νέα αστέρια.
«Αν και πολύ σπάνια από τα πρότυπα της Γης, αυτά τα διαστρικά σύννεφα είναι οι χώροι σύνθετων χημικών αντιδράσεων που εμφανίζονται για εκατοντάδες χιλιάδες ή εκατομμύρια χρόνια», δήλωσε ο Jan M. Hollis του NASA Goddard Space Flight Center στο Greenbelt, Md. Με την πάροδο του χρόνου, όλο και πιο πολύπλοκα μόρια μπορούν να σχηματιστούν σε αυτά τα σύννεφα. Προς το παρόν, ωστόσο, δεν υπάρχει αποδεκτή θεωρία που να ασχολείται με τον τρόπο σχηματισμού διαστρικών μορίων που περιέχουν περισσότερα από 5 άτομα. "
Μέχρι στιγμής, περίπου 130 διαφορετικά μόρια έχουν ανακαλυφθεί σε διαστρικά σύννεφα. Τα περισσότερα από αυτά τα μόρια περιέχουν μικρό αριθμό ατόμων, και μόνο μερικά μόρια με οκτώ ή περισσότερα άτομα έχουν βρεθεί σε διαστρικά σύννεφα. Κάθε φορά που ανακαλύπτεται ένα νέο μόριο, βοηθά στον περιορισμό της χημείας σχηματισμού και της φύσης των διαστρικών κόκκων σκόνης, οι οποίοι πιστεύεται ότι είναι οι θέσεις σχηματισμού των πιο σύνθετων διαστρικών μορίων.
Ο Hollis συνεργάστηκε με τον Anthony Remijan, επίσης του Goddard της NASA. Frank J. Lovas του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας στο Gaithersburg, Md. Harald Mollendal του Πανεπιστημίου του Όσλο της Νορβηγίας · και Philip R. Jewell του Εθνικού Παρατηρητηρίου Ραδιοαστρονομίας (NRAO) στην Green Bank, W.Va. Τα αποτελέσματά τους έγιναν αποδεκτά για δημοσίευση στο Astrophysical Journal Letters.
Στο πείραμα GBT, τρία μόρια αλδεΰδης παρατηρήθηκαν και φαίνεται να σχετίζονται με απλές αντιδράσεις προσθήκης υδρογόνου, οι οποίες πιθανώς εμφανίζονται στην επιφάνεια των διαστρικών κόκκων. Μια αλδεΰδη είναι ένα μόριο που περιέχει την ομάδα αλδεϋδης (CHO): ένα άτομο άνθρακα που συνδέεται με ένα άτομο υδρογόνου και συνδέεται διπλά με ένα άτομο οξυγόνου. ο υπόλοιπος δεσμός στο ίδιο άτομο άνθρακα συνδέεται με το υπόλοιπο μόριο.
Ξεκινώντας με το προπυνικό που αναφέρθηκε προηγουμένως (HC2CHO), το προπενικό (CH2CHCHO) σχηματίζεται προσθέτοντας δύο άτομα υδρογόνου. Με την ίδια διαδικασία το προπανικό (CH3CH2CHO) σχηματίζεται από προπενικό.
Αφού σχηματιστούν αυτά τα μόρια σε διαστρικούς κόκκους σκόνης, μπορούν να εκτοξευτούν ως διάχυτο αέριο. Εάν συσσωρευτούν αρκετά μόρια στο αέριο, μπορούν να ανιχνευθούν με ένα ραδιο τηλεσκόπιο. Καθώς τα μόρια περιστρέφονται από άκρο σε άκρο, αλλάζουν από μια κατάσταση περιστροφικής ενέργειας σε άλλη, εκπέμποντας ραδιοκύματα σε ακριβείς συχνότητες. Η «οικογένεια» ραδιοσυχνοτήτων που εκπέμπεται από ένα συγκεκριμένο μόριο σχηματίζει ένα μοναδικό «δακτυλικό αποτύπωμα» που οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να αναγνωρίσουν αυτό το μόριο. Οι επιστήμονες εντόπισαν τις δύο νέες αλδεϋδες ανιχνεύοντας μια σειρά συχνοτήτων εκπομπών ραδιοσυχνοτήτων σε αυτό που ονομάζεται περιοχή ζώνης Κ (18 έως 26 GHz) του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
«Τα διαστρικά μόρια αναγνωρίζονται μέσω των συχνοτήτων που είναι μοναδικές στο περιστροφικό φάσμα κάθε μορίου», δήλωσε ο Lovas. «Αυτά είτε μετρώνται απευθείας στο εργαστήριο είτε υπολογίζονται από τα μετρούμενα δεδομένα. Σε αυτήν την περίπτωση χρησιμοποιήσαμε τις υπολογισμένες φασματικές συχνότητες βάσει ανάλυσης των δεδομένων της βιβλιογραφίας. "
Πολύπλοκα μόρια στο διάστημα έχουν ενδιαφέρον για πολλούς λόγους, συμπεριλαμβανομένης της πιθανής σύνδεσής τους με το σχηματισμό βιολογικά σημαντικών μορίων στην πρώιμη Γη. Πολύπλοκα μόρια μπορεί να έχουν σχηματιστεί στην πρώιμη Γη, ή να έχουν σχηματιστεί πρώτα σε διαστρικά σύννεφα και να μεταφερθούν στην επιφάνεια της Γης.
Τα μόρια με την ομάδα αλδεΰδης είναι ιδιαίτερα ενδιαφέροντα καθώς αρκετά βιολογικά σημαντικά μόρια, συμπεριλαμβανομένης μιας οικογένειας μορίων σακχάρου, είναι αλδεϋδες.
«Το GBT μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διερευνήσει πλήρως την πιθανότητα να εμφανιστεί σημαντική ποσότητα πρεβιοτικής χημείας στο διάστημα πολύ πριν εμφανιστεί σε έναν νέο σχηματισμένο πλανήτη», δήλωσε ο Ρεμιτζάν. «Οι κομήτες σχηματίζονται από διαστρικά σύννεφα και βομβαρδίζουν αδιάκοπα έναν νέο σχηματισμένο πλανήτη στις αρχές της ιστορίας του. Οι κρατήρες στη Σελήνη μας το επιβεβαιώνουν. Έτσι, οι κομήτες μπορεί να είναι τα οχήματα παράδοσης οργανικών μορίων που είναι απαραίτητα για να ξεκινήσει η ζωή σε έναν νέο πλανήτη. "
Τα εργαστηριακά πειράματα αποδεικνύουν επίσης ότι οι αντιδράσεις ατομικής προσθήκης - παρόμοιες με εκείνες που υποτίθεται ότι συμβαίνουν σε διαστρικά σύννεφα - παίζουν ρόλο στη σύνθεση σύνθετων μορίων υποβάλλοντας παγωμένα που περιέχουν απλούστερα μόρια όπως νερό, διοξείδιο του άνθρακα και μεθανόλη σε δόσεις ιοντίζουσας ακτινοβολίας. Έτσι, τα εργαστηριακά πειράματα μπορούν τώρα να επινοηθούν με διάφορα συστατικά πάγου για να επιχειρήσουν την παραγωγή των αλδεϋδών που παρατηρούνται με το GBT.
«Η ανίχνευση των δύο νέων αλδεϋδών, που σχετίζονται με μια κοινή χημική οδό που ονομάζεται προσθήκη υδρογόνου, καταδεικνύει ότι η εξέλιξη σε πιο πολύπλοκα είδη συμβαίνει συνήθως σε διαστρικά σύννεφα και ότι ένας σχετικά απλός μηχανισμός μπορεί να δημιουργήσει μεγάλα μόρια από μικρότερα. Το GBT είναι πλέον ένα βασικό εργαλείο για την εξερεύνηση της χημικής εξέλιξης στο διάστημα », δήλωσε ο Hollis.
Το GBT είναι το μεγαλύτερο πλήρως ελεγχόμενο ραδιο τηλεσκόπιο στον κόσμο. λειτουργεί από το NRAO.
«Η μεγάλη διάμετρος και η υψηλή ακρίβεια του GBT μας επέτρεψαν να μελετήσουμε μικρά διαστρικά σύννεφα που μπορούν να απορροφήσουν την ακτινοβολία από μια φωτεινή πηγή. Η ευαισθησία και η ευελιξία του τηλεσκοπίου μας έδωσαν ένα σημαντικό νέο εργαλείο για τη μελέτη σύνθετων διαστρικών μορίων », δήλωσε ο Jewell.
Το Εθνικό Παρατηρητήριο Ραδιοαστρονομίας είναι μια εγκατάσταση του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, το οποίο λειτουργεί βάσει συμφωνίας συνεργασίας από την Associated Universities, Inc.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων NRAO
