Naukowcy wykryli nową cząsteczkę w kosmosie
Badanie, które przeprowadzili naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) ujawniło obecność niewidzianej wcześniej cząsteczki w kosmosie.
„Staraliśmy się zrozumieć, jakie cząsteczki są obecne w regionach przestrzeni kosmicznej, w których ostatecznie kształtują się gwiazdy i ich układy. Pozwoli nam to zrozumieć, w jaki sposób chemia ewoluuje wraz z procesem formowania się kosmicznych obiektów. Robimy to, patrząc na widma rotacyjne cząsteczek, unikalne wzory światła, które wydzielają, gdy dryfują w przestrzeni” – mówi Zachary T.P. Fried z MIT.
„Wzory te są odciskami palców (kodami kreskowymi) cząsteczek. Aby wykryć nowe z nich w kosmosie, najpierw musimy mieć pomysł, jakiej cząsteczki chcemy szukać, następnie możemy zarejestrować jej widmo w laboratorium tutaj na Ziemi, a na koniec szukamy tego widma w kosmosie za pomocą teleskopów” – dodaje.
Badanie „Rotational Spectrum and First Interstellar Detection of 2-Methoxyethanol Using ALMA Observations of NGC 6334I”, przprowadzone przez naukowców z MIT, pod kierownictwem profesora Bretta McGuirea, zostało opublikowane w The Astrophysical Journal Letters.
Naukowcy zaczęli wykorzystywać uczenie maszynowe do poszukiwania cząsteczek docelowych w kosmosie. W 2023 r. jeden z nowych modeli wskazał badaczom, że ich celem powinna być cząsteczka znana jako 2-metoksyetanol (wiązek organiczny, który jest używany głównie jako rozpuszczalnik. Jest to klarowna, bezbarwna ciecz o zapachu przypominającym eter).
„W kosmosie istnieje wiele cząsteczek – metoksy , takich jak eter dimetylowy, metoksymetanol, eter etylometylowy i mrówczan metylu, ale 2-metoksyetanol byłby największym i najbardziej złożonym, jaki kiedykolwiek widziano” – zaznacza Fried.
Aby wykryć tę cząsteczkę za pomocą obserwacji radioteleskopowych, naukowcy musieli najpierw zmierzyć i przeanalizować jej widmo rotacyjne na Ziemi. Połączyli eksperymenty przeprowadzone na University of Lille, New College of Florida i MIT, aby zmierzyć widmo w szerokopasmowym zakresie częstotliwości od mikrofal do fal submilimetrowych (około 8 do 500 gigaherców).
Dane uzyskane z tych pomiarów pozwoliły na poszukiwanie cząsteczki za pomocą obserwacji Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) w kierunku dwóch oddzielnych regionów gwiazdotwórczych – NGC 6334I i IRAS 16293-2422B.
„Ostatecznie zaobserwowaliśmy 25 linii rotacyjnych 2-metoksyetanolu, które pokrywały się z sygnałem molekularnym obserwowanym w kierunku NGC 6334I (kod kreskowy pasował), co zaowocowało wykryciem tego związku w tym źródle. Pozwoliło nam to następnie określić parametry fizyczne cząsteczki w kierunku NGC 6334I, takie jak jej obfitość i temperatura. Umożliwiło to również zbadanie możliwych ścieżek powstawania związków tych chemicznych” – tłumaczy Fried.
Odkrycia molekularne, takie jak to, pomagają astronomom lepiej zrozumieć rozwój złożoności molekularnej w przestrzeni kosmicznej podczas procesu formowania się gwiazd. 2-metoksyetanol, który zawiera 13 atomów, zdaniem astronomów, jest dość duży jak na standardy międzygwiezdne.
„Ciągłe obserwacje dużych cząsteczek i późniejsze wyprowadzanie ich obfitości pozwala nam poszerzyć naszą wiedzę na temat tego, jak skutecznie mogą się one tworzyć i w jakich konkretnych reakcjach mogą powstawać” – podsumowuje Zachary T.P. Fried.
Emil Gołoś
