Gotham调查员发现仓库 - 满是在太空中看到的复杂分子

狩猎芳香分子

在一系列九篇论文中,来自Gotham的科学家 - 绿色银行望远镜观察TMC-1:狩猎芳香族分子 - 项目描述了在金牛座分子云中的多于十几种多环芳烃或TMC-1的检测。这些复杂的分子从未在星际培养基中检测到,允许科学家更好地了解空间中的星星,行星和其他体的形成。In this artist’s conception, some of the detected molecules include, from left to right: 1-cyanonaphthalene, 1-cyano-cyclopentadiene, HC11N, 2-cyanonaphthalene, vinylcyanoacetylene, 2-cyano-cyclopentadiene, benzonitrile, trans-(E)-cyanovinylacetylene, HC4NC, and propargylcyanide, among others. Credit: M. Weiss / Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian

冷,密集云的微型分子气体揭示了十几种意外的分子。

通过在第一次检测到星际介质中的单个多环芳烃分子,在寒冷的暗分子云中发现了一种巨大,先前未知的新芳香材料储层,首次检测单个多环芳烃烃分子,并开始回答三十年的老年人科学的神秘:这些分子在空间中的方式以及在哪里?

“我们总是认为多环芳烃主要在垂死的明星的大气中形成,”马萨诸塞州理工学院化学助理教授Brett McGuire和Gotham,GBT或GBT)观察的项目主要调查员yabovip2021TMC-1:狩猎芳香分子。“在这项研究中,我们发现它们在寒冷,暗云中,星星甚至没​​有开始形成。”

芳香族分子和PAHS - 多环芳烃烃的速记 - 是科学家熟知的。芳香族分子存在于人类和其他动物的化学妆容中,并在食品和药物中发现。同样,PAHS是由许多化石燃料的燃烧形成的污染物,甚至在蔬菜和肉在高温下被烧焦时形成的致癌物质。“多环芳烃被认为含有宇宙中碳的25%的碳,”麦克纹说,他也是天体物理学中心的研究助理哈佛和史密森尼(CFA)。“现在,我们首次拥有直接窗口的化学化学,让我们详细研究这种碳的大规模碳水储层如何通过形成恒星和行星的过程作出反应和发展。”yabovip2021

绿色银行望远镜西弗吉尼亚

绿色银行望远镜在西弗吉尼亚,美国。信用:GBO / AUI / NSF

科学家自20世纪80年代以来,科学家们曾怀疑在太空中存在PAHS,但在过去七个月发表的九篇论文中,详细介绍了其在分子云中的第一个明确证明。为了搜索难以捉摸的分子,团队专注于金牛座分子云的100米Beemoth Radio Tronomy GBT,或TMC-1 - 一个大型,灰尘和天然气的大型灰尘和天然气,总有一天崩溃的地球大约为450光在自己形成星星 - 他们发现的是惊人的:不仅是被接受的科学模式不正确,而且在TMC-1中还有很多进展,而不是团队可以想象的。

“从以前的数十年来看,我们认为我们对分子云化学的理解相当良好地了解,”CFA的迈克尔麦卡锡说,其研究小组迈克尔·麦卡锡(Michael McCarthy),其研究小组制定了精确的实验室测量,yabovip2021使许多人能够实现其中许多以信心建立天文检测。“这些新的天文观察结果是这些分子不仅存在于分子云中,而是以比标准模型预测高的数量级。”

麦圭尔补充说,以前的研究只有在那里有PAH分子,但不是哪些特定的。“在过去的30年左右,科学家们一直观察我们的银河系和红外线中的其他星系中这些分子的批量签名,但我们看不到哪些单独的分子弥补了这种质量。随着射电天文学的增加,而不是看到我们无法区分的大量质量,我们正在看到个别分子。“

令人惊讶的是,球队没有发现一个在TMC-1中隐藏出一个新的分子。详述,该团队观察到1-氰基萘,1-氰基 - 环戊二烯,HC11n,2-氰基萘,乙烯基乙酰乙烯,2-氰基 - 环戊二烯,苯腈,反式(E) - 氰基维亚乙炔,HC4C和炔丙基氰基乙烯。“这就像进入一家精品店,只是浏览前端的库存而不知道有一个后卫。我们一直在收集50岁左右的小分子,现在我们发现了一个后门。当我们打开那门门并看着,我们发现了这种巨型仓库的分子和化学,我们没有期待,“麦克威尔说。yabovip2021“在那里,所有的时间都在潜伏在我们以前的看法。”

McGuire and other scientists at the GOTHAM project have been “hunting” for molecules in TMC-1 for more than two years, following McGuire’s initial detection of benzonitrile in 2018. The results of the project’s latest observations may have ramifications in astrophysics for years to come. “We’ve stumbled onto a whole new set of molecules unlike anything we’ve previously been able to detect, and that is going to completely change our understanding of how these molecules interact with each other. It has downstream ramifications,” said McGuire, adding that eventually these molecules grow large enough that they begin to aggregate into the seeds of interstellar dust. “When these molecules get big enough that they’re the seeds of interstellar dust, these have the possibility then to affect the composition of asteroids, comets, and planets, the surfaces on which ices form, and perhaps in turn even the locations where planets form within star systems.”

在TMC-1中发现新分子也对星式化学产生了影响,而团队尚未拥有所有答案,这里的后果也将持续数十年。yabovip2021“We’ve gone from one-dimensional carbon chemistry, which is very easy to detect, to real organic chemistry in space in the sense that the newly discovered molecules are ones that a chemist knows and recognizes, and can produce on Earth,” said McCarthy. “And this is just the tip of the iceberg. Whether these organic molecules were synthesized there or transported there, they exist, and that knowledge alone is a fundamental advance in the field.”

在2018年推出Gotham之前,科学家们在大约200个单独的分子中编目了200名银河“星际媒体”。这些新发现促使团队令人惊叹,正确,所以,那里有什么。“关于这些观察的令人惊叹的事情,关于这个发现,以及关于这些分子,是没有人看过,或者看起来很难,”麦卡锡说。“这让你想知道我们还没有想过什么。”

科学家发现的新芳香化学没有被分离为Tyabovip2021MC-1。对Gotham的一个伴侣调查称为Arkham - 一种严格的K / KA频段调查芳香分子狩猎 - 最近在多个额外的物体中发现了苯腈。“令人难以置信的是,我们在Arkham观察到的前四个物体中的每一个中,我们发现了ZZonitrile,”Andrew Burkhardt,CFA阵列和Gotham的同一主管调查员Andrew Burkhardt。“这很重要,因为Gotham正在推动我们在太空中思想的化学的限制,但这些发现意味着我们在TMC-1中学习的关于芳香族分子的东西可以广泛地应yabovip2021用于任何地方的乌云。这些乌云是星星和行星的最初出生地。因此,这些以前看不见的芳香分子也需要在每个后来的一步中思考,沿着我们自己的恒星,行星和太阳系的创建。“

参考:2021年3月18日,科学

除了McGuire,McCarthy和Burkhardt之外,以下研究人员还为此项目做出了贡献和LED研究:Kin Long Kelvin Lee麻省理工学院;Ryan Looomis,Anthony Remijan,和Emmanuel Momjian国家无线电天文天文台;Christopher N. Benedictine College的Shingledecker;Steven B. Charnley和Martin A.坎内特美国宇航局戈达德;Eric Herbst,Eric R. Willis,Ci Xue和Mark Siebert的弗吉尼亚大学;而且,Lebedev的Sergei Kalenskii身体研究所。该项目还获得了斯图加特大学,最大普朗克研究所和美国天主教大学的研究支持。

资金:天体物理学中心|马萨诸塞州哈佛及史密瑟森,马萨诸塞州理工学院,国家射频天文学天文台,本笃会学院,国家航空航天局戈尔京大学戈尔京大学飞行中心Lebedev Physica

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