Kredit gambar: NRAO
Pasukan saintis yang menggunakan Teleskop Bank Hijau Robert C. Byrd Green Foundation (GBT) telah menemui dua molekul baru di awan antara bintang berhampiran pusat Galaksi Bima Sakti. Penemuan ini adalah pengesanan pertama molekul baru GBT, dan telah membantu para astronom memahami proses kompleks di mana molekul besar terbentuk di angkasa.
Propenal molekul 8 atom dan propana molekul 10 atom dikesan dalam awan gas dan debu yang besar kira-kira 26.000 tahun cahaya di kawasan yang dikenali sebagai Sagittarius B2. Awan seperti itu, selalunya bertahun-tahun cahaya, adalah bahan mentah dari mana bintang baru terbentuk.
"Walaupun sangat jarang berdasarkan piawaian Bumi, awan antarbintang ini adalah tempat reaksi kimia kompleks yang berlaku selama ratusan ribu atau berjuta-juta tahun," kata Jan M. Hollis dari Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Md. " Lama kelamaan, molekul yang lebih banyak dan lebih kompleks dapat terbentuk di awan ini. Namun, pada masa ini, tidak ada teori yang diterima mengenai bagaimana molekul antarbintang yang mengandungi lebih dari 5 atom terbentuk. "
Sejauh ini, kira-kira 130 molekul yang berbeza telah ditemui di awan antara bintang. Sebilangan besar molekul ini mengandungi sebilangan kecil atom, dan hanya beberapa molekul dengan lapan atau lebih atom yang ditemui di awan antara bintang. Setiap kali molekul baru ditemui, ia membantu mengekang kimia pembentukan dan sifat butiran debu antarbintang, yang dipercayai sebagai tempat pembentukan molekul antarbintang yang paling kompleks.
Hollis bekerjasama dengan Anthony Remijan, juga NASA Goddard; Frank J. Lovas dari Institut Standard dan Teknologi Nasional di Gaithersburg, Md .; Harald Mollendal dari Universiti Oslo, Norway; dan Philip R. Jewell dari National Radio Astronomy Observatory (NRAO) di Green Bank, W.Va. Hasilnya diterima untuk diterbitkan dalam Astrophysical Journal Letters.
Dalam eksperimen GBT, tiga molekul aldehida diperhatikan dan nampaknya berkaitan dengan reaksi penambahan hidrogen sederhana, yang mungkin berlaku di permukaan biji-bijian antarbintang. Aldehid adalah molekul yang mengandungi kumpulan aldehid (CHO): atom karbon yang terikat secara tunggal dengan atom hidrogen dan terikat dua kali ganda ke atom oksigen; ikatan selebihnya pada atom karbon yang sama terikat dengan molekul yang lain.
Bermula dengan propinal yang dilaporkan sebelumnya (HC2CHO), propenal (CH2CHCHO) terbentuk dengan menambahkan dua atom hidrogen. Dengan proses yang sama propanal (CH3CH2CHO) terbentuk dari propenal.
Setelah molekul-molekul ini terbentuk pada butiran debu antara bintang, molekul-molekul ini akan dikeluarkan sebagai gas yang meresap. Sekiranya molekul yang cukup terkumpul di dalam gas, ia dapat dikesan dengan teleskop radio. Oleh kerana molekul berputar dari hujung ke hujung, mereka berubah dari satu keadaan tenaga putaran ke keadaan yang lain, memancarkan gelombang radio pada frekuensi yang tepat. "Keluarga" frekuensi radio yang dipancarkan oleh molekul tertentu membentuk "cap jari" yang unik yang dapat digunakan para saintis untuk mengenal pasti molekul itu. Para saintis mengenal pasti dua aldehid baru dengan mengesan sejumlah frekuensi pancaran radio dalam apa yang disebut wilayah K-band (18 hingga 26 GHz) spektrum elektromagnetik.
"Molekul antar bintang dikenal dengan frekuensi yang unik untuk spektrum putaran setiap molekul," kata Lovas. “Ini diukur secara langsung di makmal atau dikira dari data yang diukur. Dalam kes ini, kami menggunakan frekuensi spektrum yang dihitung berdasarkan analisis data literatur. "
Molekul kompleks di angkasa menarik kerana banyak sebab, termasuk kemungkinan hubungannya dengan pembentukan molekul penting secara biologi di Bumi awal. Molekul kompleks mungkin terbentuk di Bumi awal, atau mungkin pertama kali terbentuk di awan antarbintang dan diangkut ke permukaan Bumi.
Molekul dengan kumpulan aldehid sangat menarik kerana beberapa molekul penting secara biologi, termasuk sekumpulan molekul gula, adalah aldehid.
"GBT dapat digunakan untuk mengeksplorasi sepenuhnya kemungkinan sejumlah besar kimia prebiotik dapat terjadi di ruang angkasa jauh sebelum terjadi di planet yang baru terbentuk," kata Remijan. "Komet terbentuk dari awan antara bintang dan tanpa henti membom planet yang baru terbentuk di awal sejarahnya. Kawah di Bulan kita membuktikannya. Oleh itu, komet boleh menjadi alat penghantaran molekul organik yang diperlukan agar kehidupan bermula di planet baru. "
Eksperimen makmal juga menunjukkan bahawa reaksi penambahan atom - serupa dengan yang diasumsikan berlaku di awan antarbintang - berperanan dalam mensintesis molekul kompleks dengan memasukkan es yang mengandungi molekul yang lebih sederhana seperti air, karbon dioksida, dan metanol ke dos radiasi pengion. Oleh itu, eksperimen makmal kini dapat dibuat dengan pelbagai komponen ais untuk mencuba pengeluaran aldehid yang diperhatikan dengan GBT.
"Pengesanan dua aldehid baru, yang berkaitan dengan jalur kimia biasa yang disebut penambahan hidrogen, menunjukkan bahawa evolusi ke spesies yang lebih kompleks terjadi secara rutin di awan antarbintang dan mekanisme yang agak mudah dapat membina molekul besar daripada yang lebih kecil. GBT kini menjadi instrumen utama dalam meneroka evolusi kimia di angkasa, ”kata Hollis.
GBT adalah teleskop radio yang dapat dikendalikan sepenuhnya yang terbesar di dunia; ia dikendalikan oleh NRAO.
"Diameter besar dan ketepatan tinggi GBT memungkinkan kami mempelajari awan antar bintang kecil yang dapat menyerap radiasi dari sumber latar yang terang. Kepekaan dan kelenturan teleskop memberi kita alat baru yang penting untuk kajian molekul antarbintang yang kompleks, ”kata Jewell.
Observatorium Astronomi Radio Nasional adalah kemudahan Yayasan Sains Nasional, yang dikendalikan di bawah perjanjian kerjasama oleh Associated Universities, Inc.
Sumber Asal: Siaran Berita NRAO
