קרדיט תמונה: NRAO
צוות מדענים שמשתמש בטלסקופ הבנקאות הירוקה רוברט סי בירד (GBT) של הקרן הלאומית למדע, גילה שתי מולקולות חדשות בענן בין כוכבים ליד מרכז גלקסיית שביל החלב. תגלית זו היא הגילוי הראשון של ה- GBT של מולקולות חדשות, והיא כבר עוזרת לאסטרונומים להבין טוב יותר את התהליכים המורכבים שבאמצעותם נוצרות מולקולות גדולות בחלל.
הפרוטנל של מולקולת 8 האטומים והמולקולה הפרומנלית של 10 אטומים התגלו בענן גדול של גז ואבק שנמצאים במרחק של 26,000 שנות אור באזור באזור המכונה מזל קשת B2. עננים כאלה, לרוב שנות אור רבות לרוחב, הם חומר הגלם ממנו נוצרים כוכבים חדשים.
ג'ן מ. Hollis ממרכז טיסת החלל גודארד נאס"א בג'דינבלד, Md, "אף שמאוד מסופק על ידי תקני כדור הארץ, העננים הבין-כוכביים הללו הם אתרים של תגובות כימיות מורכבות המתרחשות במשך מאות אלפי או מיליוני שנים. עם הזמן, נוצרות יותר ויותר מולקולות מורכבות בעננים אלה. עם זאת, נכון לעכשיו, אין תיאוריה מקובלת העוסקת באופן בו נוצרות מולקולות בין-כוכבים המכילות יותר מ- 5 אטומים. "
עד כה התגלו כ -130 מולקולות שונות בעננים בין כוכבים. מרבית המולקולות הללו מכילות מספר קטן של אטומים, ורק מעט מולקולות עם שמונה אטומים או יותר נמצאו בעננים בין כוכבים. בכל פעם שמתגלה מולקולה חדשה, היא מסייעת בהגבלת הכימיה של היווצרותם ואופיים של גרגרי אבק בין-כוכביים, שלפי ההערכות הם אתרי ההיווצרות של מולקולות בין-כוכביות מורכבות ביותר.
הוליס שיתף פעולה עם אנתוני רמיג'אן, גם הוא של נאס"א גודארד; פרנק ג'יי לאבאס מהמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בגייטרסבורג, ד '; הארלד מולנדל מאוניברסיטת אוסלו, נורווגיה; ופיליפ ר. יואל ממצפה הכוכבים הלאומי לאסטרונומיה ברדיו (NRAO) בבנק גרין, וו. ו. תוצאותיהם התקבלו לפרסום במכתבי העת העתידיים אסטרופיסיים.
בניסוי GBT נצפו שלוש מולקולות אלדהיד ונראות קשורות לתגובות פשוטות של תוספת מימן, המתרחשות ככל הנראה על פני גרגרים בין-כוכביים. אלדהיד הוא מולקולה המכילה את קבוצת האלדהיד (CHO): אטום פחמן נקשר באופן יחסי לאטום מימן ונקשר כפול לאטום חמצן; הקשר שנותר באותו אטום פחמן נקשר לשאר המולקולה.
החל מפרופינל שדווח בעבר (HC2CHO), נוצר הפרוטל (CH2CHCHO) על ידי הוספת שני אטומי מימן. באותו התהליך נוצר פרופנל (CH3CH2CHO) מהפרנל.
לאחר שנוצרו מולקולות אלה על גרגרי אבק בין-כוכביים, הם עלולים להיפלט כגז מפוזר. אם מצטברות מספיק מולקולות בגז, ניתן לאתר אותן באמצעות טלסקופ רדיו. כאשר המולקולות מסתובבות מקצה לקצה, הן משתנות ממצב אנרגיה סיבובית אחת לשנייה, ופולטות גלי רדיו בתדרים מדויקים. "משפחת" התדרים הרדיויים הנפלטים על ידי מולקולה מסוימת מהווה "טביעת אצבע" ייחודית בה מדענים יכולים להשתמש בכדי לזהות אותה מולקולה. המדענים זיהו את שני האלדהידים החדשים על ידי איתור מספר תדרים של פליטת רדיו במה שמכונה אזור ה- K-band (18 עד 26 ג'יגה הרץ) של הספקטרום האלקטרומגנטי.
"מולקולות בין כוכבים מזוהות באמצעות התדרים הייחודיים לספקטרום הסיבוב של כל מולקולה," אמרה לובאס. "אלה נמדדים ישירות במעבדה או מחושבים מתוך הנתונים שנמדדו. במקרה זה השתמשנו בתדרים הספקטרליים המחושבים על סמך ניתוח נתוני הספרות. "
מולקולות מורכבות בחלל מעניינות מסיבות רבות, כולל הקשר האפשרי שלהן להיווצרות מולקולות בעלות משמעות ביולוגית בכדור הארץ הקדום. מולקולות מורכבות אולי נוצרו בכדור הארץ הקדום, או שהיו עשויות להיווצר לראשונה בעננים בין כוכבים והועברו אל פני כדור הארץ.
מולקולות בקבוצת האלדהיד מעניינות במיוחד מכיוון שמספר מולקולות בעלות משמעות ביולוגית, כולל משפחה של מולקולות סוכר, הן אלדהידים.
"ניתן להשתמש ב- GBT כדי לחקור באופן מלא את האפשרות שכמות משמעותית של כימיה פרה-ביוטית עשויה להתרחש בחלל הרבה לפני שהיא מתרחשת בכוכב לכת שזה עתה נוצר", אמר רימייאן. "שביטים נוצרים מעננים בין כוכבים ומפגיזים ללא הרף כוכב לכת שזה עתה נוצר בתחילת ההיסטוריה שלו. מכתשים על ירחנו מעידים על כך. לפיכך, שביטים עשויים להיות כלי המסירה של מולקולות אורגניות הנחוצות לחיים כדי להתחיל בכוכב לכת חדש. "
ניסויי מעבדה גם מדגימים שתגובות הוספה אטומית - הדומות לאלה המונחות להתרחש בעננים בין-כוכביים - ממלאות תפקיד בסינתזת מולקולות מורכבות על ידי הכנת אייסים המכילים מולקולות פשוטות יותר כמו מים, פחמן דו חמצני ומתנול למינונים של קרינה מייננת. לפיכך, ניתן כיום ליצור ניסויים במעבדה עם רכיבי קרח שונים כדי לנסות לייצר את האלדהידים שנצפו עם ה- GBT.
"איתור שני האלדהידים החדשים, הקשורים במסלול כימי נפוץ המכונה תוספת מימן, ממחיש כי אבולוציה למינים מורכבים יותר מתרחשת באופן שגרתי בעננים בין כוכבים וכי מנגנון פשוט יחסית עשוי לבנות מולקולות גדולות מתוך קטנות יותר. ה- GBT הוא כעת כלי מפתח בבחינת התפתחות כימית בחלל, "אמר הוליס.
ה- GBT הוא הטלסקופ הרדיו הגדול ביותר הניתן להפעלה מלאה בעולם; זה מופעל על ידי ה- NRAO.
"הקוטר הגדול והדיוק הגבוה של ה- GBT איפשרו לנו ללמוד עננים בין-כוכביים קטנים שיכולים לספוג את הקרינה ממקור רקע בהיר. הרגישות והגמישות של הטלסקופ העניקו לנו כלי חדש וחשוב לחקר מולקולות בין-כוכביות מורכבות, ”אמר Jewell.
מצפה הכוכבים הלאומי לאסטרונומיה הוא מתקן של קרן המדע הלאומית, המופעל בהסכם שיתופי על ידי אוניברסיטאות Associated, Inc.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של NRAO
