Novo istraživanje grupe profesora MIT-a Bretta MekGvajara otkrilo je prisustvo ranije nepoznatog molekula u svemiru. Rad tima otvorenog pristupa, „Rotacioni spektar i prva međuzvezdana detekcija 2-metoksietanola korišćenjem ALMA posmatranja NGC 6334I“, objavljen je u izdanju The Astrophisical Journal Letters od 12. aprila.
Zachari T.P. Frid, diplomirani student u McGuire grupi i vodeći autor publikacije, radio je na sklapanju slagalice koja se sastoji od delova prikupljenih širom sveta, koji se protežu izvan MIT-a do Francuske, Floride, Virdžinije i Kopenhagena, kako bi postigao ovo uzbudljivo otkriće.
„Naša grupa pokušava da shvati koji su molekuli prisutni u oblastima svemira gde će se zvezde i solarni sistemi na kraju oblikovati“, objašnjava Frid. „Ovo nam omogućava da sastavimo kako se hemija razvija zajedno sa procesom formiranja zvezda i planeta. To radimo posmatrajući rotacione spektre molekula, jedinstvene obrasce svetlosti koje emituju dok se prevrću u svemiru.
„Ovi obrasci su otisci prstiju (barkodovi) za molekule. Da bismo otkrili nove molekule u svemiru, prvo moramo da imamo ideju o tome koji molekul želimo da tražimo, zatim možemo da snimimo njegov spektar u laboratoriji ovde na Zemlji, a onda konačno potražite taj spektar u svemiru pomoću teleskopa.“
Grupa McGuire je nedavno počela da koristi mašinsko učenje kako bi predložila dobre ciljne molekule za traženje. Godine 2023., jedan od ovih modela mašinskog učenja je predložio da istraživači ciljaju na molekul poznat kao 2-metoksietanol.
„Postoji veliki broj ‘metoksi’ molekula u svemiru, kao što su dimetil etar, metoksimetanol, etil metil etar i metil format, ali 2-metoksietanol bi bio najveći i najkompleksniji ikada viđen“, kaže Frid.
Da bi otkrila ovaj molekul pomoću posmatranja radio-teleskopom, grupa je prvo morala da izmeri i analizira njegov rotacioni spektar na Zemlji. Istraživači su kombinovali eksperimente sa Univerziteta u Lilu (Lille, Francuska), Novog koledža Floride (Sarasota, Florida) i laboratorije McGuire na MIT-u kako bi izmerili ovaj spektar preko širokopojasnog regiona frekvencija u rasponu od mikrotalasne do submilimetarske talasni režimi (približno 8 do 500 gigaherca).
Podaci prikupljeni ovim merenjima omogućili su potragu za molekulom pomoću posmatranja Atacama velikog milimetarskog/submilimetarskog niza (ALMA) prema dva odvojena regiona za formiranje zvezda: NGC 6334I i IRAS 16293-2422B. Članovi grupe McGuire analizirali su ove opservacije teleskopom zajedno sa istraživačima Nacionalne radioastronomske opservatorije (Šarlotsvil, Virdžinija) i Univerziteta u Kopenhagenu, Danska.
„Na kraju, primetili smo 25 rotacionih linija 2-metoksietanola koje su se poklopile sa molekularnim signalom posmatranim prema NGC 6334I (podudaran bar kod), što je rezultiralo bezbednom detekcijom 2-metoksietanola u ovom izvoru“, kaže Frid. „Ovo nam je omogućilo da zatim izvedemo fizičke parametre molekula prema NGC 6334I, kao što su njegovo obilje i temperatura ekscitacije. Takođe je omogućilo istraživanje mogućih puteva hemijskog formiranja iz poznatih međuzvezdanih prekursora.“
Molekularna otkrića poput ovog pomažu istraživačima da bolje razumeju razvoj molekularne složenosti u svemiru tokom procesa formiranja zvezda. 2-metoksietanol, koji sadrži 13 atoma, prilično je velik za međuzvezdane standarde — od 2021. godine, samo šest vrsta većih od 13 atoma je otkriveno izvan Sunčevog sistema, mnoge od strane MekGvajerove grupe, i sve one postoje kao prstenaste strukture.
„Kontinuirano posmatranje velikih molekula i naknadno izvođenje njihovih obilja omogućava nam da unapredimo naše znanje o tome koliko efikasno veliki molekuli mogu da se formiraju i kojim specifičnim reakcijama mogu biti proizvedeni“, kaže Frid.
„Pored toga, pošto smo otkrili ovaj molekul u NGC 6334I, ali ne i u IRAS 16293-2422B, ukazala nam se jedinstvena prilika da pogledamo kako različiti fizički uslovi ova dva izvora mogu uticati na hemiju koja se može pojaviti.“
