13:46 2022-06-28
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Un dezinfectant în regiunea centrului galactic
_ Un dezinfectant în regiunea centrului galactic
Un grup internațional de cercetători condus de Arnaud Belloche (MPIfR, Bonn, Germania) raportează prima identificare a izopropanolului în spațiul interstelar, o substanță care este folosită ca dezinfectant pe Pământ . Izo-propanolul este cel mai mare alcool detectat până acum, demonstrând complexitatea crescândă a membrilor uneia dintre cele mai abundente clase de molecule care pot fi găsite în spațiu. Identificarea a fost posibilă datorită observațiilor regiunii de formare a stelelor Săgetător B2 (Sgr B2) aproape de centrul galaxiei noastre, unde au fost deja detectate multe molecule. Este ținta unei investigații extinse a compoziției sale chimice cu telescopul ALMA din Chile.
Căutarea de molecule în spațiu se desfășoară de mai bine de 50 de ani. Până în prezent, astronomii au identificat 276 de molecule în mediul interstelar. Baza de date din Köln pentru spectroscopie moleculară (CDMS) oferă date spectroscopice pentru a detecta aceste molecule, cu contribuția multor grupuri de cercetare și a fost esențială în detectarea lor în multe cazuri.
Scopul prezentei lucrări este de a înțelege cum se formează moleculele organice în mediul interstelar, în special în regiunile în care se nasc noi stele și cât de complexe pot fi aceste molecule. Motivația de bază este de a stabili conexiuni cu compoziția chimică a corpurilor din sistemul solar, cum ar fi cometele, așa cum a fost furnizată, de exemplu, de misiunea Rosetta de la cometa Churyumov-Gerasimenko, cu câțiva ani în urmă.
O stea remarcabilă- Regiunea de formare în galaxia noastră unde au fost detectate multe molecule în trecut este Săgetătorul B2 (Sgr B2), care este situat aproape de celebra sursă Sgr A*, gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei noastre.
„Grupul nostru a început să investigheze compoziția chimică a Sgr B2 în urmă cu mai bine de 15 ani cu telescopul IRAM de 30 m”, spune Arnaud Belloche de la Institutul Max Planck pentru Radio Astronomie (MPIfR) din Bonn/Germania, principalul autor al lucrării. hârtia de detectare. „Aceste observații au avut succes și au condus în special la prima detectare interstelară a mai multor molecule organice, printre multe alte rezultate.”
Odată cu apariția Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) în urmă cu zece ani, a devenit posibil să se depășească ceea ce s-ar putea realiza spre Sgr B2 cu un telescop cu o singură antenă și a fost început un studiu pe termen lung al compoziției chimice a Sgr B2, care a profitat de rezoluția unghiulară și sensibilitatea ridicată oferite de ALMA.
Până acum, observațiile ALMA au condus la identificarea a trei noi molecule organice (cianura de izopropil, N-metilformamidă, uree) din 2014. Cel mai recent rezultat în cadrul acestui proiect ALMA este acum detectarea propanolului ( C3H7OH).
Propanolul este un alcool, iar acum este cel mai mare din această clasă de molecule care au fost detectate în spațiul interstelar. Această moleculă există în două forme ("izomeri"), în funcție de atomul de carbon gruparea funcțională hidroxil (OH) este atașată: 1) normal-propanol, cu OH legat de un atom de carbon terminal al lanțului și 2) izo. -propanol, cu OH legat de atomul de carbon central din catenă. Izopropanolul este, de asemenea, bine cunoscut ca ingredientul cheie în dezinfectanții de mâini de pe Pământ. Ambii izomeri ai propanolului din Sgr B2 au fost identificați în setul de date ALMA. Este prima dată când este detectat izo-propanol în mediul interstelar și prima dată când este detectat propanol normal într-o regiune de formare a stelelor. Prima detecție interstelară a propanolului normal a fost obținută cu puțin timp înainte de detectarea ALMA de către o echipă de cercetare spaniolă cu radiotelescoape cu o singură antenă într-un nor molecular, nu departe de Sgr B2. Detectarea izo-propanolului spre Sgr B2 a fost însă posibilă numai cu ALMA.
„Detecția ambilor izomeri ai propanolului este unic puternic în determinarea mecanismului de formare a fiecăruia. Deoarece seamănă atât de mult, se comportă fizic în moduri foarte asemănătoare, ceea ce înseamnă că cele două molecule ar trebui să fie prezente. în aceleași locuri în aceleași ore”, spune Rob Garrod de la Universitatea Virginia (Charlottesville/S.U.A.). „Singura întrebare deschisă este cantitățile exacte care sunt prezente – acest lucru face ca raportul lor interstelar să fie mult mai precis decât ar fi cazul altor perechi de molecule. Înseamnă, de asemenea, că rețeaua chimică poate fi reglată mult mai atent pentru a determina mecanismele prin pe care le formează.”
Rețeaua de telescopuri ALMA a fost esențială pentru detectarea ambilor izomeri ai propanolului către Sgr B2, datorită sensibilității sale ridicate, rezoluției sale unghiulare ridicate și acoperirii sale largi de frecvență. O dificultate în identificarea moleculelor organice în spectrele regiunilor de formare a stelelor este confuzia spectrală. Fiecare moleculă emite radiații la frecvențe specifice, „amprenta” sa spectrală, care este cunoscută din măsurătorile de laborator.
„Cu cât molecula este mai mare, cu atât produce mai multe linii spectrale la frecvențe diferite. Într-o sursă precum Sgr B2. , există atât de multe molecule care contribuie la radiația observată încât spectrele lor se suprapun și este dificil să le descurci amprentele digitale și să le identifici individual”, spune Holger Müller de la Universitatea din Köln, unde s-au efectuat lucrări de laborator în special pe propanol normal.
Datorită rezoluției unghiulare ridicate a ALMA, a fost posibil să se izoleze părți din Sgr B2 care emit linii spectrale foarte înguste, de cinci ori mai înguste decât liniile detectate la scară mai mare cu radiotelescopul IRAM de 30 m. Îngustimea acestor linii reduce confuzia spectrală, iar aceasta a fost cheia pentru identificarea ambilor izomeri ai propanolului în Sgr B2. Sensibilitatea ALMA a jucat, de asemenea, un rol cheie: nu ar fi fost posibil să se identifice propanolul în datele colectate dacă sensibilitatea ar fi fost doar de două ori mai slabă.
Această cercetare este un efort de lungă durată de a investiga compoziția chimică a locurilor din Sgr B2 unde se formează noi stele și, prin urmare, înțelegerea proceselor chimice care lucrează în cursul formării stelelor. Scopul este de a determina compoziția chimică a locurilor de formare a stelelor și, eventual, de a identifica noi molecule interstelare. „Propanolul a fost de mult timp pe lista noastră de molecule de căutat, dar numai datorită lucrărilor recente efectuate în laboratorul nostru pentru a caracteriza spectrul său de rotație am putut identifica cei doi izomeri ai săi într-un mod robust”, spune Oliver Zingsheim, de asemenea, de la Universitatea din Köln.
Detectarea moleculelor strâns înrudite care diferă ușor în structura lor (cum ar fi normalul și izo-propanolul sau, așa cum s-a făcut în trecut: cianura normală și izo-propil) și măsurarea acestora raportul de abundență le permite cercetătorilor să probeze anumite părți ale rețelei de reacție chimică care duce la producerea lor în mediul interstelar.
„Există încă multe linii spectrale neidentificate în spectrul ALMA al Sgr B2, ceea ce înseamnă că încă rămâne multă muncă pentru a-i descifra compoziția chimică.În viitorul apropiat, extinderea instrumentației ALMA până la frecvențe mai joase ne va ajuta probabil să reducem și mai mult confuzia spectrală și posibil să permită identificarea aditivilor. molecule organice ionale în această sursă spectaculoasă”, conchide Karl Menten, director la MPIfR și șeful departamentului său de cercetare în astronomie milimetrică și submilimetrică.
Sondajul imagistic al liniilor spectrale ReMoCA efectuat cu ALMA la rezoluție unghiulară mare și rezultatele unui studiu spectroscopic recent al propanolului au fost utilizate pentru a căuta izomerii și izomerii normali ai moleculei de propanol în miezul molecular fierbinte Sgr. B2(N2) în vecinătatea centrului galactic. Spectrele interferometrice au fost analizate sub ipoteza echilibrului termodinamic local. Rețeaua de reacție a modelului astrochimic MAGICKAL a fost extinsă pentru a explora căile de formare a propanolului și pentru a pune rezultatele observaționale într-un context astrochimic mai larg.
Studiile asociate au fost publicate în Astronomy & Astrophysics.
p>
Comentarii:
Adauga Comentariu