射電天文學(xué)家在星際介質(zhì)中探測(cè)有機(jī)分子苯甲腈
天文學(xué)家利用射電望遠(yuǎn)鏡研究著名的星際氣體云,已經(jīng)檢測(cè)到芐腈(cC 6 H 5 CN)的存在,這是一種有趣的有機(jī)分子,有助于化學(xué)連接簡(jiǎn)單的碳基分子和真正大質(zhì)量的多環(huán)芳烴碳?xì)浠衔?PAHs)。這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著第一次使用無(wú)線電光譜法在太空中識(shí)別出特定的芳香族分子。
含有六角碳原子環(huán)的有機(jī)分子,稱為芳香分子,在整個(gè)宇宙中都很豐富。
天文學(xué)家知道這一點(diǎn),因?yàn)檫@些分子在紅外線中發(fā)出一組特有的發(fā)射特征,這些特征在許多太空環(huán)境中都可以觀察到。
然而,精確地識(shí)別哪些芳香分子是非常困難的,并且通常需要無(wú)線電光譜學(xué)。
用于探測(cè)弱無(wú)線電發(fā)射的改進(jìn)方法正在幫助天文學(xué)家更好地了解宇宙。
由國(guó)家射電天文觀測(cè)臺(tái)的化學(xué)家Brett McGuire博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組利用這種方法 - 一種所謂的光譜堆積程序 - 在通過對(duì)已知恒星形成星云的無(wú)線電調(diào)查進(jìn)行梳理的同時(shí)找到芐腈的特征。作為金牛座分子云1(TCM-1),距地球約430光年。
“這些新的無(wú)線電觀測(cè)給我們提供了比紅外觀測(cè)所能提供的更多見解,”麥圭爾博士說。
“雖然我們尚未直接觀察到PAHs,但我們對(duì)它們的化學(xué)反應(yīng)非常了解。”
“我們現(xiàn)在可以跟蹤從芐腈等簡(jiǎn)單分子到這些大型多環(huán)芳烴的化學(xué)面包屑。”
為了確認(rèn)它們的鑒定,研究人員進(jìn)行了徹底的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),以準(zhǔn)確測(cè)量分子的不同旋轉(zhuǎn)躍遷。
通過使用另一臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡將他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與TMC-1的目標(biāo)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較,他們能夠觀察到芐腈的九種不同旋轉(zhuǎn)躍遷,從而鞏固了檢測(cè)。
“盡管苯甲腈是最簡(jiǎn)單的所謂芳香分子之一,但它實(shí)際上是射電天文學(xué)中見過的最大分子,”科學(xué)家指出。
“它也是用射電望遠(yuǎn)鏡(NSF的綠色望遠(yuǎn)鏡)探測(cè)到的第一個(gè)六原子芳環(huán)分子。”
“綠色望遠(yuǎn)鏡允許我們積極進(jìn)行這種檢測(cè)的證據(jù)令人難以置信,”麥圭爾博士說。
“當(dāng)我們尋找更大更有趣的分子時(shí),我們需要這種望遠(yuǎn)鏡的靈敏度,它具有作為宇宙分子探測(cè)器的獨(dú)特能力。”