מדענים זיהו 2-מתוקסיאתנול בחלל בפעם הראשונה באמצעות תצפיות רדיו-טלסקופ של אזור יצירת הכוכבים NGC 6334I. קרדיט: באדיבות החוקרים.
MITהגילוי של 2-methoxyethanol בחלל חושף תובנות חדשות לגבי התפתחות המורכבות המולקולרית בחלל במהלך היווצרות כוכבים.
מחקר חדש מקבוצתו של פרופסור ברט מקגווייר ב-MIT חשף נוכחות של מולקולה שלא הייתה ידועה בעבר בחלל. מאמר הגישה הפתוחה של הצוות, "ספקטרום סיבובי וזיהוי בין-כוכבי ראשון של 2-מתוקסיאתנול באמצעות אלמא תצפיות על NGC 6334I," פורסמה ב ה מכתבי יומן אסטרופיזיים.
Zachary TP Fried, סטודנט לתואר שני בקבוצת McGuire והמחבר הראשי של הפרסום, עבד כדי להרכיב פאזל המורכב מחתיכות שנאספו מכל העולם, והרחיב מעבר ל-MIT ועד צרפת, פלורידה, וירג'יניה וקופנהגן, כדי להשיג את המרגש הזה. תַגלִית.
הבנת מולקולות החלל
"הקבוצה שלנו מנסה להבין אילו מולקולות קיימות באזורי החלל שבהם כוכבים ומערכות שמש יתעצבו בסופו של דבר", מסביר פריד. "זה מאפשר לנו לחבר איך הכימיה מתפתחת לצד תהליך היווצרות הכוכבים והכוכבים. אנו עושים זאת על ידי התבוננות בספקטרום הסיבוב של מולקולות, בתבניות האור הייחודיות שהן פולטות כשהן נופלות מקצה אל קצה בחלל. תבניות אלו הן טביעות אצבע (ברקודים) למולקולות. כדי לזהות מולקולות חדשות בחלל, תחילה עלינו לקבל מושג על איזו מולקולה אנו רוצים לחפש, לאחר מכן נוכל לתעד את הספקטרום שלה במעבדה כאן על כדור הארץ, ואז לבסוף אנו מחפשים את הספקטרום בחלל באמצעות טלסקופים".
חיפוש מולקולות בחלל בעזרת למידת מכונה
קבוצת McGuire החלה לאחרונה להשתמש בלמידת מכונה כדי להציע מולקולות מטרה טובות לחיפוש. בשנת 2023, אחד כזה למידת מכונה מודלים הציעו שהחוקרים מכוונים למולקולה הידועה בשם 2-methoxyethanol.
"ישנן מספר מולקולות 'מתוקסי' בחלל, כמו דימתיל אתר, מתוקסימתנול, אתיל מתיל אתר ומתיל פורמט, אבל 2-מתוקסיאתנול יהיה הגדול והמורכב ביותר שנראה אי פעם", אומר פריד. כדי לזהות מולקולה זו באמצעות תצפיות רדיו-טלסקופ, הקבוצה הייתה צריכה תחילה למדוד ולנתח את ספקטרום הסיבוב שלה על כדור הארץ. החוקרים שילבו ניסויים מאוניברסיטת ליל (ליל, צרפת), הקולג' החדש של פלורידה (סרסוטה, פלורידה) ומעבדת מקגווייר ב-MIT כדי למדוד את הספקטרום הזה על פני אזור פס רחב של תדרים שנע בין המיקרוגל לתת-מילימטר. משטרי גלים (כ-8 עד 500 גיגה-הרץ).
הנתונים שנאספו ממדידות אלו אפשרו חיפוש אחר המולקולה באמצעות תצפיות Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) לעבר שני אזורים נפרדים של יצירת כוכבים: NGC 6334I ו-IRAS 16293-2422B. חברי קבוצת מקגווייר ניתחו את תצפיות הטלסקופ הללו לצד חוקרים במצפה הכוכבים הלאומי לרדיו אסטרונומיה (שרלוטסוויל, וירג'יניה) ובאוניברסיטת קופנהגן, דנמרק.
גילויים מתקדמים וצפי עתידי
"בסופו של דבר, צפינו ב-25 קווים סיבוביים של 2-מתוקסיאתנול שהתיישרו עם האות המולקולרי שנצפה לכיוון NGC 6334I (הברקוד תואם!), ובכך הביא לזיהוי מאובטח של 2-מתוקסיאתנול במקור זה", אומר פריד. "זה איפשר לנו לאחר מכן לגזור פרמטרים פיזיקליים של המולקולה לכיוון NGC 6334I, כמו השפע וטמפרטורת העירור שלה. זה גם איפשר חקירה של מסלולי היווצרות כימיים אפשריים ממבשרים בין-כוכביים ידועים."
תגליות מולקולריות כמו זו עוזרות לחוקרים להבין טוב יותר את התפתחות המורכבות המולקולרית בחלל במהלך תהליך היווצרות הכוכבים. 2-מתוקסיאתנול, המכיל 13 אטומים, הוא די גדול בסטנדרטים בין-כוכביים – נכון ל-2021, רק שישה מינים גדולים מ-13 אטומים זוהו מחוץ למערכת השמש, רבים על ידי קבוצתו של מקגווייר, וכולם קיימים כמבנים טבעתיים.
"תצפיות מתמשכות של מולקולות גדולות והגזרות הבאות של השפע שלהן מאפשרות לנו לקדם את הידע שלנו לגבי היעילות שבה מולקולות גדולות יכולות להיווצר ובאילו תגובות ספציפיות הן עשויות להיווצר", אומר פריד. "בנוסף, מכיוון שזיהינו מולקולה זו ב-NGC 6334I אך לא ב-IRAS 16293-2422B, עמדה בפנינו הזדמנות ייחודית לבדוק כיצד התנאים הפיזיקליים השונים של שני המקורות הללו עשויים להשפיע על הכימיה שעלולה להתרחש."
