Czy twoje usta podlewają? Powinno być. Ta cząsteczka po lewej nazywa się mrówczanem etylu (C2H5OCHO) i częściowo odpowiada za smaki brandy, masła, malin i rumu.
W tym przypadku jest to rozpuszczalnik o nazwie cyjanek n-propylu (C3H7CN); nie tak smaczne.
Oba są bardzo złożonymi związkami organicznymi i oba zostały wykryte w kosmosie, zgodnie z nowymi badaniami - dodając apetycznych dowodów w poszukiwaniu życia pozaziemskiego.
Zespół badawczy pochodzi z Cornell University w Ithaca, Nowy Jork i University of Cologne oraz Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), oba w Niemczech. Ich odkrycia reprezentują dwie najbardziej złożone cząsteczki odkryte dotąd w przestrzeni międzygwiezdnej.
Aby przeprowadzić obserwacje, zespół wykorzystał 30-metrowy teleskop Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM) w Pico Veleta w południowej Hiszpanii.
Ich modele obliczeniowe chemii międzygwiezdnej wskazują również, że mogą być obecne jeszcze większe cząsteczki organiczne - w tym jak dotąd nieuchwytne aminokwasy, uważane za niezbędne dla życia. Najprostszy aminokwas, glicyna (NH2CH2COOH), był poszukiwany w przeszłości, ale nie został pomyślnie wykryty. Jednak wielkości i złożoności tej cząsteczki odpowiadają dwie nowe cząsteczki odkryte przez zespół.
Wyniki są prezentowane w tym tygodniu podczas Europejskiego Tygodnia Astronomii i Nauk o Kosmosie na Uniwersytecie Hertfordshire w Wielkiej Brytanii.
IRAM skupił się na gwiazdotwórczym regionie Strzelca B2, blisko centrum naszej galaktyki. Dwie nowe cząsteczki zostały wykryte w gorącej, gęstej chmurze gazu znanej jako „Large Molecule Heimat”, która zawiera świecącą nowo powstałą gwiazdę. W przeszłości w tej chmurze wykryto duże, organiczne cząsteczki różnego rodzaju, w tym alkohole, aldehydy i kwasy. Nowe cząsteczki cyjanek n-propylu mrówczanu etylu reprezentują dwie różne klasy cząsteczek - estry i cyjanki alkilu - i są najbardziej złożonymi tego rodzaju jak dotąd wykrytymi w przestrzeni międzygwiezdnej.
Atomy i cząsteczki emitują promieniowanie o bardzo określonych częstotliwościach, które pojawiają się jako charakterystyczne „linie” w spektrum elektromagnetycznym źródła astronomicznego. Rozpoznanie podpisu cząsteczki w tym spektrum przypomina identyfikację odcisku palca człowieka.
„Trudność w poszukiwaniu złożonych cząsteczek polega na tym, że najlepsze źródła astronomiczne zawierają tak wiele różnych cząsteczek, że ich„ odciski palców ”nakładają się na siebie i trudno je rozdzielić” - mówi Arnaud Belloche, naukowiec z Instytutu Maxa Plancka i pierwszy autor artykułu badawczego .
„Większe cząsteczki są jeszcze trudniejsze do zidentyfikowania, ponieważ ich„ odciski palców ”są ledwo widoczne: ich promieniowanie jest rozłożone na wiele innych linii, które są znacznie słabsze”, dodał Holger Mueller, badacz z Uniwersytetu w Kolonii. Z 3700 linii widmowych wykrytych za pomocą teleskopu IRAM zespół zidentyfikował 36 linii należących do dwóch nowych cząsteczek.
Następnie naukowcy wykorzystali model obliczeniowy do zrozumienia procesów chemicznych, które pozwalają na tworzenie się tych i innych cząsteczek w przestrzeni kosmicznej. Reakcje chemiczne mogą zachodzić w wyniku zderzeń między cząstkami gazowymi; ale w gazie międzygwiezdnym zawieszone są również małe ziarenka pyłu, które można wykorzystać jako miejsca lądowania atomów, które spotykają się i reagują, wytwarzając cząsteczki. W rezultacie ziarna zbierają się w grube warstwy lodu, złożone głównie z
woda, ale także zawierająca szereg podstawowych cząsteczek organicznych, takich jak metanol, najprostszy alkohol.
„Ale”, mówi Robin Garrod, astrochemik z Cornell University, „naprawdę duże cząsteczki nie tworzą się w ten sposób, atom po atomie”. Modele obliczeniowe sugerują raczej, że bardziej złożone cząsteczki tworzą sekcję po sekcji, wykorzystując wstępnie utworzone bloki budulcowe dostarczane przez cząsteczki, takie jak metanol, które są już obecne na ziarnach pyłu. Modele obliczeniowe pokazują, że te sekcje lub „grupy funkcyjne” mogą się skutecznie łączyć, tworząc molekularny „łańcuch” w szeregu krótkich kroków. Dwie nowo odkryte cząsteczki wydają się być wytwarzane w ten sposób.
Garrod dodaje: „Nie ma widocznego ograniczenia wielkości cząsteczek, które mogą powstać w wyniku tego procesu - więc jest dobry powód, aby oczekiwać obecności jeszcze bardziej złożonych cząsteczek organicznych, jeśli będziemy w stanie je wykryć”.
Zespół uważa, że stanie się to w najbliższej przyszłości, szczególnie w przypadku przyszłych instrumentów, takich jak Atacama Large Millimeter Array (ALMA) w Chile.
Źródła: Royal Astronomical Society. Oryginalny artykuł jest w prasie w czasopiśmieAstronomia i astrofizyka.
Europejski Tydzień Astronomii i Nauk Kosmicznych
Max Planck Institute for Radio Astronomy
Kolońska baza danych spektroskopii molekularnej
Lista referencyjna wszystkich 150 cząsteczek obecnie znanych w kosmosie
Uniwersytet Cornella
Institut fuer Radioastronomie im Millimeterbereich (IRAM)
Atacama Large Millimeter Array (ALMA)
