GBT检测金牛座分子云中的芳香族分子苯甲腈1 2016-09-12 12:18:52

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芳香族分子苄腈由GBT在金牛座分子云1(TMC-1)B McGuire,B Saxton(NRAO / AUI / NSF)中检测到天文学家手上有一个谜,无论他们在哪里看,从银河系内部对于遥远的星系,他们观察到令人费解的红外光发光这种微弱的宇宙光,在红外光谱中呈现出一系列尖峰,没有任何容易识别的来源它似乎与任何可识别的宇宙特征无关,如巨星星际云,恒星 - 形成区域,或超新星遗迹无处不在,有点令人困惑科学家最终推断,可能的罪魁祸首是一类被称为多环芳烃(PAHs)的有机分子的内在红外发射,科学家后来发现,这些是惊人的丰富;宇宙中所有碳的近10%都与多环芳烃有关尽管作为一个群体,多环芳烃似乎是这个谜团的答案,但已知存在的数百种多环芳烃分子中没有一种在星际空间中被最终发现

美国国家科学基金会绿色望远镜(GBT)的新数据首次显示了PAHs的近亲和化学前体的令人信服的无线电指纹,分子苄腈(C₆H5CN)这种检测可能最终提供“吸烟枪” PAHs确实在星际空间中传播,并且是天文学家观察到的神秘红外光的原因

这项研究的结果今天在华盛顿特区的美国天文学会(AAS)第231次会议上发表,并发表在“科学”杂志上

由弗吉尼亚州夏洛茨维尔国家射电天文台(NRAO)和哈佛史密森中心的化学家Brett McGuire领导的科学团队马萨诸塞州剑桥的天体物理学公司(CfA)检测到这种分子的无线电信号来自附近的恒星形成星云,称为金牛座分子云1(TCM-1),离地球约430光年“这些新的无线电观察为我们提供了比红外观测所能提供的更多见解,“McGuire说道

”虽然我们尚未直接观察多环芳烃,但我们对它们的化学性能非常了解我们现在可以遵循从苄腈等简单分子到这些大型多环芳烃的化学面包屑“虽然苯甲腈是最简单的所谓芳香分子之一,但它实际上是射电天文学中见过的最大分子

它也是第一个6原子芳香环(六个碳原子的氢原子簇生)分子用射电望远镜探测到A虽然芳香环在地球上看到的分子中很常见(它们存在于从食物到药物的各种物质中),但在这种类型的e以前不是这是第一个在太空中用射电望远镜观察到的这种环状分子

它独特的结构使得科学家能够梳理出它独特的无线电特征,这是确认分子存在时的“黄金标准”

空间随着分子在星际空间的近真空中翻滚,它们发出独特的特征,在无线电频谱中出现一系列明显的尖峰更大和更复杂的分子具有相应更复杂的特征,使得它们更难以检测PAH和其他芳香族分子甚至更难以检测,因为它们通常形成非常对称的结构

为了产生清晰的无线电指纹,分子必须有些不对称分子具有更均匀的结构,如许多多环芳烃,可能具有非常弱的特征或根本没有特征“ GBT允许我们积累这种检测的证据令人难以置信,“McGuire说道

”正如我们所寻找的那样更大更有趣的分子,我们需要GBT的灵敏度,它具有作为宇宙分子检测器的独特能力“Benzonitrile的不对称化学排列在分子旋转时产生强信号,但这些信号的模式需要非常精确地测量首先在地球上,所以团队可以将模式与McGuire在CfA的迈克尔麦卡锡实验室工作的无线电观测结果相匹配,以确定苄腈特有的光谱指纹,然后该团队可以识别无线电频谱中的9个不同尖峰对应于分子 他们还可以观察到氮原子核对无线电特征的额外影响“这一发现是另一个美妙地说明了在实验室中密切协调无线电观测与精确测量的重要性和力量;通过这样做,科学家可以大大提高我们理解空间精致化学丰富度的速度和信心,“McCarthy出版物:Brett A McGuire等人补充说,”星际中芳香族分子苄腈(c-C6H5CN)的检测medium,“Science 12 Jan 2018:Vol 359,Issue 6372,pp 202-205; DOI:101126 / scienceaao4890来源:哈佛 - 史密森尼天体物理中心