Wissenschaftler haben ein bisher unbekanntes Weltraumteilchen entdeckt, als sie eine Region untersuchten, die relativ nahe an der Entstehung kondensierter Sterne liegt, ein kosmischer Fleck, der etwa 5.550 Lichtjahre entfernt ist. Er ist Teil des Katzenkrallennebels, auch bekannt als NGC 6334.
Das Team unter der Leitung von Zachary Freed, einem Doktoranden am Massachusetts Institute of Technology (MIT), untersuchte mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) einen Abschnitt des Nebels namens NGC 6334I. Dies enthüllte das Vorhandensein eines komplexen Moleküls namens 2-Methoxyethanol, das in der Natur noch nie zuvor gesehen worden war, obwohl seine Eigenschaften in Laboratorien auf der Erde simuliert worden waren.
Bemerkenswert war die Entdeckung des Moleküls 2-Methoxyethanol. Es enthält 13 Atome, was nicht viel zu sein scheint, aber im Weltraum wurden nur sechs Moleküle mit mehr Atomen entdeckt. Dieses Molekül stellt auch das größte und komplexeste „Methoxy“-Molekül dar, das bisher im Weltraum gefunden wurde, und bezieht sich auf eine Chemikalie, die ein an ein Sauerstoffatom gebundenes Methylgruppenatom enthält.
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„Unsere Gruppe versucht, Moleküle in den Regionen des Weltraums zu verstehen, in denen sich letztendlich Sterne und Sonnensysteme bilden werden“, sagte Freed. „Dadurch können wir nachvollziehen, wie sich die Chemie zusammen mit dem Prozess der Sternen- und Planetenentstehung entwickelt.“
Interessanterweise suchte das gleiche Team auch nach 2-Methoxyethanol in einer anderen Weltraumregion namens IRAS 16293-2422B, die die Heimat von vier neugeborenen Protosternen in der Sternentstehungsregion Rho Ophiuchi ist, die etwa 359 Lichtjahre von uns entfernt liegt . Dies könnte auf eine größere Diversität in der chemischen Zusammensetzung von Sternentstehungsregionen hinweisen.
Alma wusste, worauf sie bei einer Katzenkralle achten musste
Fried und seine Kollegen untersuchten NGC 6334I und IRAS 16293-2422B ohne jede Grundlage. Mit ALMA, einem Verbund aus 66 Radioteleskopen in der Atacama-Wüste im Norden Chiles, hatten sie bereits eine gute Vorstellung davon, nach welchem Molekül sie suchen würden. Im Wesentlichen erhielten sie Ratschläge von Modellen des maschinellen Lernens, die ihnen vorschlugen, nach 2-Methoxyethanol zu suchen.
Anschließend maß und analysierte die Gruppe das Rotationsspektrum von 2-Methoxyethanol auf der Erde, das Fried als „die einzigartigen Lichtmuster, die es aussendet, wenn es im Weltraum herumrollt“ beschrieb.
„Diese Muster sind Fingerabdrücke oder Barcodes von Molekülen“, fügte der MIT-Forscher hinzu. „Um neue Moleküle im Weltraum zu entdecken, müssen wir zunächst eine Vorstellung von dem Molekül haben, nach dem wir suchen wollen, dann können wir sein Spektrum im Labor hier auf der Erde aufzeichnen und schließlich mit Teleskopen im Weltraum nach diesem Spektrum suchen.“
„Barcode stimmt überein!“
„Letztendlich beobachteten wir 25 Spinlinien von 2-Methoxyethanol, die mit dem beobachteten molekularen Signal in Richtung NGC 6334I übereinstimmten, was zum sicheren Nachweis von 2-Methoxyethanol in dieser Quelle führte“, sagte Freed.
Diese erfolgreiche Entdeckung ermöglichte es dem Team, physikalische Parameter des Moleküls in Verbindung mit NGC 6334I zu extrahieren, einschließlich der Häufigkeit, in der es vorkommt, und der Anregungstemperatur des Moleküls.
„Es ermöglichte uns auch, mögliche chemische Bildungswege aus bekannten Sternvorläufern zu untersuchen“, fügte Farid hinzu.
Entdeckungen wie diese ermöglichen es Wissenschaftlern, besser zu verstehen, wie immer komplexere Moleküle während der Sternentstehung entstehen und wann sich Planeten um diese Sterne zu gruppieren beginnen.
„Kontinuierliche Beobachtungen von Makromolekülen und anschließende Ableitungen ihrer Häufigkeit ermöglichen es uns, unser Wissen darüber zu erweitern, wie effizient Makromoleküle entstehen und durch welche spezifischen Reaktionen sie erzeugt werden können“, schloss Farid. „Da wir dieses Molekül außerdem in NGC 6334I, aber nicht in IRAS 16293-2422B entdeckt haben, haben wir die einmalige Gelegenheit zu untersuchen, wie sich die unterschiedlichen physikalischen Bedingungen dieser beiden Quellen auf die Chemie auswirken, die auftreten könnte.“
Die Forschung des Teams wurde am 12. April in der Zeitschrift veröffentlicht Astrophysikalische Tagebuchbriefe.
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