Ученые открыли огромный, ранее неизвестный резервуар нового ароматического материала в холодном темном молекулярном облаке, впервые обнаружив отдельные молекулы полициклических ароматических углеводородов в межзвездной среде, и тем самым начинают отвечать на вопросы трех десятилетий давности. научная загадка: как и где в космосе образуются эти молекулы?
Ароматические молекулы и ПАУ — сокращение от полициклических ароматических углеводородов — хорошо известны ученым. Ароматические молекулы присутствуют в химическом составе человека и других животных, а также содержатся в продуктах питания и лекарствах. Кроме того, ПАУ представляют собой загрязнители, образующиеся при сжигании многих ископаемых видов топлива, и даже входят в число канцерогенов, образующихся при обугливании овощей и мяса при высоких температурах.
Ученые подозревали присутствие ПАУ в космосе с 1980-х годов, но новое исследование, подробно описанное в девяти статьях, опубликованных за последние семь месяцев, является первым окончательным доказательством их существования в молекулярных облаках. Чтобы найти неуловимые молекулы, команда сфокусировала 100-метровый гигантский радиоастрономический GBT на Молекулярном облаке Тельца, или TMC-1 — большом до звездном облаке пыли и газа, расположенном примерно в 450 световых годах от Земли, которое когда-нибудь рухнет. Сама по себе, чтобы сформировать звезды — и то, что они обнаружили, было удивительным: не только принятые научные модели были неверными, но и в TMC-1 происходило гораздо больше, чем команда могла вообразить.
На протяжении десятилетий предыдущего моделирования ученые полагали, что имеют достаточно хорошее понимание химии молекулярных облаков. Эти новые астрономические наблюдения показывают, что странные молекулы не только присутствуют в молекулярных облаках, но и в количествах, которые на несколько порядков выше, чем предсказывают стандартные модели.
Бретт МакГуайр, доцент кафедры химии Массачусетского технологического института и главный исследователь проекта GOTHAM, или Наблюдения телескопа Грин-Бэнк (GBT) добавил
Последние 30 лет или около того ученые наблюдали объемную сигнатуру этих молекул в нашей галактике и других галактиках в инфракрасном диапазоне, но мы не могли видеть, какие отдельные молекулы составляют эту массу. С добавлением радиоастрономии, вместо того, чтобы видеть эту большую массу, которую мы не можем различить, мы видим отдельные молекулы.
К большому удивлению, команда не обнаружила только одну новую молекулу, скрывающуюся в TMC-1. Подробно в нескольких статьях, команда наблюдала 1-цианонафталин, 1-циано-циклопентадиен, HC11N, 2-цианонафталин, винилцианоацетилен, 2-циано-циклопентадиен, бензонитрил, транс- (E) -циановинилацетилен, HC4NC и пропаргилен.
МакГуайр и другие ученые проекта GOTHAM "охотились" за молекулами в TMC-1 более двух лет, после того как МакГуайр впервые обнаружил бензонитрил в 2018 году. Результаты последних наблюдений проекта могут иметь разветвления в астрофизике на долгие годы. Открытие новых молекул в TMC-1 также имеет значение для астрохимии, и, хотя у команды еще нет всех ответов, разветвления здесь тоже будут длиться десятилетия.
Перед запуском GOTHAM в 2018 году ученые каталогизировали около 200 отдельных молекул межзвездной среды Млечного Пути . Эти новые открытия побудили команду задуматься, и это правильно, о том, что же там происходит. Самое удивительное в этих наблюдениях, в этом открытии и в этих молекулах то, что никто не смотрел или не искал достаточно пристального внимания.
Эта новая ароматическая химия, которую обнаруживают ученые, не изолирована от TMC-1. Сопутствующее исследование GOTHAM, известное как ARKHAM — A Rigorous K / Ka-Band Survey Hunting for Aromatic Molecules — недавно обнаружило бензонитрил в нескольких дополнительных объектах.
