Resim kredisi: NRAO
Ulusal Bilim Vakfı'ndan Robert C. Byrd Green Bank Teleskobu (GBT) kullanan bir grup bilim adamı, Samanyolu Gökadası'nın merkezine yakın yıldızlararası bir bulutta iki yeni molekül keşfetti. Bu keşif, GBT'nin yeni molekülleri ilk tespitidir ve gökbilimcilerin uzaydaki büyük moleküllerin oluşturduğu karmaşık süreçleri daha iyi anlamalarına yardımcı oluyor.
8 atomlu molekül propenal ve 10 atomlu molekül propanal, Yay B2 olarak bilinen bir alanda yaklaşık 26.000 ışık yılı uzakta büyük bir gaz ve toz bulutunda tespit edildi. Çoğu ışık yılı boyunca uzanan bu tür bulutlar, yeni yıldızların oluştuğu hammaddedir.
Md. Greenbelt'teki NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden Jan M. Hollis, “Dünya standartlarına göre çok nadir olmasına rağmen, bu yıldızlararası bulutlar yüz binlerce veya milyonlarca yıl boyunca meydana gelen karmaşık kimyasal reaksiyonların bulunduğu yerler” dedi. Zamanla, bu bulutlarda giderek daha karmaşık moleküller oluşabilir. Ancak şu anda, 5'ten fazla atom içeren yıldızlararası moleküllerin nasıl oluştuğunu ele alan kabul edilmiş bir teori yoktur. ”
Şimdiye kadar, yıldızlar arası bulutlarda yaklaşık 130 farklı molekül keşfedildi. Bu moleküllerin çoğu az sayıda atom içerir ve yıldızlararası bulutlarda sadece sekiz veya daha fazla atoma sahip birkaç molekül bulunmuştur. Yeni bir molekül her keşfedildiğinde, en karmaşık yıldızlararası moleküllerin oluşum alanları olduğuna inanılan yıldızlararası toz tanelerinin oluşum kimyasını ve doğasını kısıtlamaya yardımcı olur.
Hollis, NASA Goddard'dan Anthony Remijan ile işbirliği yaptı; Gaithersburg'daki Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nden Frank J. Lovas, Md .; Norveç Oslo Üniversitesi'nden Harald Mollendal; ve Green Bank, W.Va'daki Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi'nden (NRAO) Philip R. Jewell. Sonuçları Astrofizik Dergi Mektuplarında yayınlanmak üzere kabul edildi.
GBT deneyinde, üç aldehit molekülü gözlenmiştir ve muhtemelen yıldızlararası tanelerin yüzeyinde meydana gelen basit hidrojen ekleme reaksiyonları ile ilişkili görünmektedir. Bir aldehid, aldehid grubunu (CHO) içeren bir moleküldür: bir hidrojen atomuna tek başına bağlı ve bir oksijen atomuna çift bağlı bir karbon atomu; aynı karbon atomu üzerindeki kalan bağ molekülün geri kalanına bağlanır.
Daha önce bildirilmiş olan propinal (HC2CHO) ile başlayarak, iki hidrojen atomu eklenerek propenal (CH2CHCHO) oluşur. Aynı işlemle propanal (CH3CH2CHO) propenalden oluşur.
Bu moleküller yıldızlararası toz taneleri üzerinde oluşturulduktan sonra dağınık bir gaz olarak dışarı atılabilirler. Gazda yeterli molekül birikirse, bir radyo teleskopla tespit edilebilir. Moleküller uçtan uca döndükçe, kesin frekanslarda radyo dalgaları yayarak bir dönme enerjisi durumundan diğerine değişirler. Belirli bir molekülün yaydığı radyo frekanslarının “ailesi”, bilim adamlarının bu molekülü tanımlamak için kullanabilecekleri benzersiz bir “parmak izi” oluşturur. Bilim adamları, iki yeni aldehidi, elektromanyetik spektrumun K-bandı bölgesi (18 ila 26 GHz) olarak adlandırılan bir dizi radyo emisyon frekansını tespit ederek tespit ettiler.
“Yıldızlararası moleküller, her bir molekülün dönme spektrumuna özgü frekanslar ile tanımlanır,” dedi Lovas. “Bunlar ya doğrudan laboratuvarda ölçülür ya da ölçülen verilerden hesaplanır. Bu durumda literatür verilerinin bir analizine dayanarak hesaplanan spektral frekansları kullandık. ”
Uzaydaki karmaşık moleküller, erken Dünya'da biyolojik olarak önemli moleküllerin oluşumu ile olası bağlantıları da dahil olmak üzere birçok nedenden dolayı ilgi çekicidir. Karmaşık moleküller erken Dünya'da oluşmuş olabilir ya da ilk önce yıldızlararası bulutlarda oluşmuş ve Dünya yüzeyine taşınmış olabilirler.
Aldehid grubuna sahip moleküller özellikle ilginçtir, çünkü şeker molekülleri ailesi de dahil olmak üzere biyolojik olarak önemli birkaç molekül aldehidlerdir.
“GBT, yeni oluşan bir gezegende gerçekleşmeden çok önce uzayda önemli miktarda prebiyotik kimyanın ortaya çıkma olasılığını tam olarak keşfetmek için kullanılabilir,” dedi Remijan. “Kuyruklu yıldızlar yıldızlararası bulutlardan oluşur ve tarihinin başlarında yeni oluşan bir gezegeni sürekli bombalar. Ay'ımızdaki kraterler bunu kanıtlıyor. Böylece kuyruklu yıldızlar, yaşamın yeni bir gezegende başlaması için gerekli olan organik moleküllerin dağıtım araçları olabilir. ”
Laboratuvar deneyleri ayrıca, yıldızlararası bulutlarda meydana geldiği varsayılanlara benzer atomik reaksiyonların, su, karbondioksit ve metanol gibi daha basit moleküller içeren buzları iyonlaştırıcı radyasyon dozajlarına tabi tutarak kompleks moleküllerin sentezlenmesinde rol oynadığını göstermektedir. Böylece, GBT ile gözlemlenen aldehitlerin üretimini denemek için şimdi çeşitli buz bileşenleri ile laboratuvar deneyleri tasarlanabilir.
“Hidrojen ilavesi adı verilen ortak bir kimyasal yolla ilişkili olan iki yeni aldehidin tespiti, daha karmaşık türlere evrimin, yıldızlararası bulutlarda rutin olarak gerçekleştiğini ve nispeten basit bir mekanizmanın daha küçük olanlardan büyük moleküller oluşturabildiğini göstermektedir. GBT artık uzaydaki kimyasal evrimi araştırmak için anahtar bir araçtır ”dedi.
GBT dünyanın en büyük tamamen yönlendirilebilir radyo teleskobu; NRAO tarafından işletilmektedir.
“GBT'nin büyük çapı ve yüksek hassasiyeti, parlak, arka plan kaynağından radyasyonu emebilen küçük yıldızlararası bulutlar üzerinde çalışmamızı sağladı. Teleskopun hassasiyeti ve esnekliği bize karmaşık yıldızlararası moleküllerin araştırılması için önemli yeni bir araç verdi ”dedi.
Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi, National Science Foundation'ın Associated Universities, Inc. tarafından işbirliği anlaşmasıyla yürütülen bir tesistir.
Orijinal Kaynak: NRAO Haber Bülteni
