Самая большая молекула спирта, когда-либо обнаруженная в космосе

Исследователи из Института расионской астрономии Макса Планка обнаружили первую молекулу изопропанола в межзвездном пространстве. Это самая большая молекула спирта, когда-либо обнаруженная во Вселенной. Она была обнаружена в молекулярном облаке Стрельца B2, недалеко от центра галактики. Это открытие может пролить свет на то, как образуются звезды.

На протяжении десятилетий астрономы занимаются поиском молекул во Вселенной. На сегодняшний день в межзвездной среде обнаружено более 270 молекул. Цель — понять, как образуются органические молекулы во Вселенной, особенно в местах рождения звезд, и связать это с химическим составом комет и других тел в нашей Солнечной системе. Облако Стрелец B2 вблизи черной дыры нашей галактики Стрелец A* вскоре стало объектом изучения, и в нем было обнаружено множество органических молекул.

Наша группа начала изучать химический состав Стрельца B2 более 15 лет назад с помощью 30-метрового телескопа IRAM», — объясняет Арно Белллок из Института радиоастрономии Макса Планка в Бонне. Расположенный на севере Чили большой миллиметровый/субмиллиметровый гигант (ALMA) начал работать в 2011 году. Астрономы получили возможность проводить дальнейшие исследования. Высокое угловое разрешение и чувствительность телескопа ALMA позволили идентифицировать новые молекулы (например, изопропилдиандид, N-метилформамид и мочевину). В список добавлены новые молекулы.

Пропанол (C3H7OH) — это спирт, представленный в двух изомерах: пропанол-1 и пропанол-2 (также называемый изопропанолом). Последний используется в водно-спиртовых растворах и других дезинфицирующих средствах; Беллош и его коллеги недавно сообщили, что эти две молекулярные формы были обнаружены в космосе. Это первое обнаружение изопропанола в межзвездной среде и первое обнаружение обычного пропанола в звездообразующих регионах.

Читайте также: Обнаружена самая крупная молекула в околозвездном диске

Наблюдения за тем, что находится внутри близкого диска звезды, имеют решающее значение для открытия ключевых моментов в формировании планетных систем..

Однако обнаружить органические молекулы в спектрах, связанных со звездообразующими областями, не так просто. Это связано с тем, что каждая молекула испускает излучение на определенной частоте. Чем больше ее размер, тем больше линий образуется на разных частотах. Обилие молекул в Стрельце B2 таково, что спектры накладываются и смешиваются друг с другом, что значительно усложняет идентификацию молекул.

Однако благодаря высокому угловому разрешению ALMA различил части Стрельца B2 и выделил очень узкую спектральную линию. Это в пять раз больше линии, обнаруженной в большом масштабе с помощью 30-метрового радиотелескопа IRAM. Узость линии позволила различить разные частоты излучения, уменьшить спектральную путаницу и различить два изомера пропанолов Стрельца B2.

Обнаружение этих двух очень похожих молекул с немного разной структурой (функциональная группа A-OH находится в другом месте) и особенно разные соотношения обилия дали представление о сети химических реакций и их образовании в межзвездной среде. Они очень похожи и, следовательно, физически очень похожи. Это означает, что обе молекулы должны находиться в одном и том же месте в одно и то же время», — объясняет соавтор исследования Роб Гаррод из Университета Вирджинии.

Команда сообщает об этом в журнале «Астрономия и астрофизика». Изопропанол встречается почти так же часто, как и обычный пропанол, с коэффициентом распространенности 0,6, а также с коэффициентом распространенности 0,6. (Линейные) изомеры также обнаружены в Стрельце B2. Исследователи отмечают, что эти результаты согласуются с результатами, полученными с помощью звездного химического моделирования, которое предполагает сходство химических процессов, формирующих эти два молекулярных семейства.

После установления изопропилидианида в 2014 году не было обнаружено никаких других разветвленных молекул. Команда делает вывод, что «выводы и сообщения о нормальных пропанолах и изопропанолах указывают на умеренное предпочтение нормальной формы изопропилдианидов, которая ранее могла быть более распространенной особенностью среди межзвездных молекул аналогичного размера». Другими словами, молекулы с разветвленными углеродными цепями могут быть обильны в межзвездной среде (например, линейные аналоги).

Однако для подтверждения этой гипотезы необходимы дополнительные исследования. С этой целью астрономы надеются найти другие пары органических молекул. Их функциональные группы прикреплены к первичным или вторичным углеродам углеродного скелета. Бутанол (который имеет четыре атома углерода) и три его изомера могут стать следующими кандидатами в семейство спиртов. Однако команда отмечает, что их обнаружение может быть еще более сложным, чем обнаружение пропанола.

Исследователи также отмечают, что многие спектральные системы еще не были идентифицированы Альма-спектром Стрельца B2. Ожидается, что вскоре радиотелескоп будет расширен до более низких частот, что еще больше уменьшит спектральные нарушения. Таким образом, в ближайшем будущем в этом огромном облаке газа и пыли мы сможем найти еще больше органических молекул, которые раскроют химические процессы, приведшие к образованию звезд.

Большие объекты в космосе. Документальный фильм