尘土飞扬的“猫的爪状星云”包含在太空中从未见过的一种分子;这是有史以来发现的最大的之一

科技作者 / 姓名 / 2025-06-16 04:36
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研究人员在猫的爪状星云中发现了一个异常大的,以前未被发现的分子,这是一个恒星形成的区域,距地球约5500光年。在13个原子,该

研究人员在猫的爪状星云中发现了一个异常大的,以前未被发现的分子,这是一个恒星形成的区域,距地球约5500光年。在13个原子,该化合物称为2-甲氧基乙醇,是我们太阳系以外发现的最大分子之一,科学家在4月12日报告说 天体物理日记信

我们经常将空间视为星星之间虚无的鸿沟,但是这种显然的空虚是活着的 化学 随着原子的聚集并破裂以创造数百万年的恒星和行星。了解多么简单 有机分子,例如甲烷,乙醇和甲醛形式可帮助科学家建立一幅不仅是恒星和星系如何诞生的画面,而且还可以建立生活的开始。

但是,检测这些基本的生活基础并不是卑鄙的壮举。每个分子都具有独特的能量“条形码”—分子可以吸收的特定波长的集合。在量子水平上,每个吸收的波长对应于一个旋转能级与另一个旋转能级之间的过渡,并且每个分子都有可能发生这些过渡的不同但孔定义的能级集。该能量转变的条形码很容易为实验室中的样品测量,但是Astrochemists必须在太空中寻找相同的能量签名。

“当我们使用射电望远镜观察星际源时,我们可以从这些空间区域的气态分子中收集旋转信号。” 扎卡里炸,麻省理工学院的一位天体主义者在一封电子邮件中告诉现场科学“因为太空中的分子服从了同样的 量子机械 法律与地球上的法律一样,望远镜数据中观察到的旋转过渡应与实验室中测量的旋转转变一致。”

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这种方法正是炸和同事的方式;研究团队的一部分 布雷特·麦奎尔(Brett McGuire),MIT&Mdash的化学助理教授;检测到的2-甲氧基乙醇是13个原子分子,其中一种乙醇的氢原子之一被更复杂的甲氧基(O– CH3)组取代。这种复杂程度在外面特别不寻常 太阳系,只有六个“物种”大于13个原子。 

弗里德说:“这些分子通常比具有更简单的形成路线的较小的碳氢化合物少得多。”“此外,这些分子的光谱信号分布在更多的过渡范围内,从而使单个光谱峰较弱且难以观察。”

但是,带领团队进行了这一发现并不是很幸运。他们也使用了 人工智能。该团队以前已经开发了一种机器学习方法,以模拟不同空间区域中不同分子物种的丰度。弗里德说:“使用这些训练有素的模型,我们可以预测哪些未检测到的分子可能是高度丰富的,因此候选者很强。”

以前在猫的爪状星云的一部分(也称为NGC 63341)中检测到含甲氧基的物种,在IRAS 16293中,这是一种二元系统 Rho Ophiuchi Cloud Complex,位于地球457光年。因此,团队对在哪里寻找新分子有一个很好的主意。

油炸首先测量实验室中2-甲氧基乙醇样品的旋转光谱;他记录了该分子的2172个可能的能量信号。然后,使用Atacama大毫米/亚毫米阵列(ALMA),这是智利的66个射电望远镜,该团队从猫的爪状星云和IRAS 16293中收集了读数,并分析了2-甲氧基乙醇的独特能量签名的信号。

尽管在IRAS 16293中未检测到相应的能量痕迹,但该团队最终发现了来自猫的爪状星云的25个匹配信号,并确认在该星形成区域中存在2-甲氧基乙醇。 

弗里德说:“这使我们能够研究这些来源的不同物理状况如何影响可能发生的化学反应。”“我们假设了这种化学分化的几个原因,包括辐射场强度的变化,以及在这两个来源(在不同阶段)的恒星形成中的不同灰尘温度。”

该团队希望这些发现可以告知未来的研究,以识别太空中其他尚未实现的分子。 

弗里德说:“这些途径的可行性和效率可能与星际源的物理条件紧密相关。”“通过研究哪些其他物种参与检测到的分子的形成和破坏,我们可以确定可能是候选候选物的其他物种。”

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