画像クレジット：NRAO
National Science FoundationのRobert C. Byrd Green Bank Telescope（GBT）を使用している科学者のチームは、天の川銀河の中心近くの星間雲に2つの新しい分子を発見しました。この発見は、GBTによる新しい分子の最初の検出であり、大分子が宇宙で形成する複雑なプロセスを天文学者がよりよく理解するのにすでに役立っています。
8原子の分子プロペナールと10原子の分子プロパナールは、射手座B2として知られるエリアで、約26,000光年離れたガスとダストの大きな雲から検出されました。そのような雲は、多くの場合、何光年にもわたって、新しい星が形成される原材料です。
「地球の基準では非常に希薄ですが、これらの星間雲は数十万または数百万年にわたって発生する複雑な化学反応の場所です」と、メリーランド州グリーンベルトにあるNASAゴダード宇宙飛行センターのJan M. Hollisは述べています。時間が経つにつれて、ますます複雑な分子がこれらの雲で形成される可能性があります。しかし、現在のところ、5個を超える原子を含む星間分子がどのように形成されるかを説明する理論は受け入れられていません。」
これまでに、約130の異なる分子が星間雲で発見されています。これらの分子のほとんどは少数の原子を含み、8個以上の原子を含む分子は星間雲でわずか数個しか発見されていません。新しい分子が発見されるたびに、それは、最も複雑な星間分子の形成部位であると考えられている星間ダスト粒子の形成化学と性質を抑制するのに役立ちます。
Hollisは、NASA GoddardのAnthony Remijanと協力しました。メリーランド州ゲーサーズバーグにある国立標準技術研究所のフランクJ.ロバス。ノルウェー、オスロ大学のハラルドモレンダール。ワシントン州グリーンバンクにある国立電波天文台（NRAO）のフィリップR.ジュエルは、その結果を天体物理学ジャーナルのレターに掲載するために受け入れました。
GBT実験では、3つのアルデヒド分子が観察され、おそらく星間粒子の表面で発生する単純な水素添加反応によって関連しているように見えます。アルデヒドは、アルデヒド基（CHO）を含む分子です。炭素原子は、水素原子に単結合し、酸素原子に二重結合しています。同じ炭素原子上の残りの結合は、分子の残りの部分に結合します。
以前に報告されたプロピナール（HC2CHO）から始めて、プロペナール（CH2CHCHO）は2つの水素原子を追加することによって形成されます。同じプロセスにより、プロパナール（CH3CH2CHO）がプロペナールから形成されます。
これらの分子が星間ダスト粒子上に形成された後、それらは拡散ガスとして放出される可能性があります。ガス中に十分な分子が蓄積すると、電波望遠鏡で検出できます。分子が端から端まで回転すると、それらはある回転エネルギー状態から別の回転エネルギー状態に変化し、正確な周波数で電波を放出します。特定の分子によって放出される無線周波数の「ファミリー」は、科学者がその分子を識別するために使用できる独自の「指紋」を形成します。科学者たちは、電磁スペクトルのKバンド領域（18〜26 GHz）と呼ばれるもので、多数の電波放射の周波数を検出することにより、2つの新しいアルデヒドを識別しました。
「星間分子は、各分子の回転スペクトルに固有の周波数によって識別されます」とLovas氏は述べています。 「これらは実験室で直接測定されるか、測定データから計算されます。この場合、文献データの分析に基づいて計算されたスペクトル周波数を使用しました。」
宇宙での複雑な分子は、初期の地球での生物学的に重要な分子の形成へのそれらの可能な関連を含む多くの理由のために興味があります。複雑な分子が地球の初期に形成されたか、またはそれらが最初に星間雲で形成され、地球の表面に輸送された可能性があります。
糖分子のファミリーを含むいくつかの生物学的に重要な分子はアルデヒドであるため、アルデヒド基を持つ分子は特に興味深いものです。
「GBTを使用すると、新しく形成された惑星で発生するずっと前に、かなりの量のプレバイオティクス化学が宇宙で発生する可能性を完全に探ることができます」とRemijan氏は述べています。 「彗星は星間雲から形成され、その歴史の初期に新しく形成された惑星を絶え間なく爆撃します。私たちの月のクレーターはこれを証明しています。したがって、彗星は、生命が新しい惑星で始まるのに必要な有機分子の運搬手段であるかもしれません。」
実験室の実験では、原子間付加反応（星間雲で発生すると想定されているものと同様）が、水、二酸化炭素、メタノールなどのより単純な分子を含む氷に電離放射線を照射することにより、複雑な分子を合成する役割を果たすことも実証されています。したがって、GBTで観察されるアルデヒドの生成を試みるために、さまざまな氷成分を使用して実験室実験を考案できるようになりました。
「水素添加と呼ばれる一般的な化学経路に関連する2つの新しいアルデヒドの検出は、より複雑な種への進化が星間雲で日常的に発生し、比較的単純なメカニズムが小さな分子から大きな分子を構築する可能性があることを示しています。 GBTは現在、宇宙での化学進化を探索する上で重要な手段です」とHollisは述べています。
GBTは、世界最大の完全に操作可能な電波望遠鏡です。 NRAOが運営しています。
「GBTの大口径と高精度により、明るい背景線源からの放射を吸収できる小さな星間雲を研究することができました。望遠鏡の感度と柔軟性は、私たちに複雑な星間分子の研究のための重要な新しいツールを与えました。
National Radio Astronomy Observatoryは、全米科学財団の施設であり、Associated Universitys、Inc.の協力を得て運営されています。
元のソース：NRAOニュースリリース
