Ny forskning från gruppen av MIT -professor Brett McGuire har avslöjat närvaron av en tidigare okänd molekyl i rymden. Teamets öppna åtkomstpapper, "rotationsspektrum och första interstellär detektering av 2-metoxietanol med användning av ALMA-observationer av NGC 6334I," publicerades i 12 april-numret av The Astrophysical Journal Letters .

Zachary T.P. Fried, en doktorand i McGuire -gruppen och huvudförfattaren till publikationen, arbetade för att samla ett pussel bestående av bitar som samlats in från hela världen och sträckte sig bortom MIT till Frankrike, Florida, Virginia och Köpenhamn för att uppnå denna spännande upptäckt.

"Vår grupp försöker förstå vilka molekyler som finns i regioner i rymden där stjärnor och solsystem så småningom kommer att ta form," förklarar Fried. "Detta gör att vi kan samla hur kemi utvecklas tillsammans med processen för stjärn- och planetbildning. Vi gör detta genom att titta på rotationsspektra för molekyler, de unika ljusmönstren som de ger av när de trumlar slut på slut i rymden.

"Dessa mönster är fingeravtryck (streckkoder) för molekyler. För att upptäcka nya molekyler i rymden måste vi först ha en uppfattning om vilken molekyl vi vill leta efter, då kan vi spela in dess spektrum i labbet här på jorden, och sedan slutligen vi Leta efter det spektrumet i rymden med teleskop. "

Söker efter molekyler i rymden

McGuire -gruppen har nyligen börjat använda maskininlärning för att föreslå goda målmolekyler att söka efter. År 2023 föreslog en av dessa maskininlärningsmodeller att forskarna riktade sig till en molekyl som kallas 2-metoxietanol.

"Det finns ett antal" metoximolekyler i rymden, som dimetyleter, metoximetanol, etylmetyleter och metylformat, men 2-metoxietanol skulle vara den största och mest komplexa som någonsin sett, "säger stekt.

För att upptäcka denna molekyl med hjälp av radioteleskopobservationer behövde gruppen först mäta och analysera dess rotationsspektrum på jorden. Forskarna kombinerade experiment från University of Lille (Lille, Frankrike), New College of Florida (Sarasota, Florida) och McGuire-laboratoriet vid MIT för att mäta detta spektrum över en bredbandsregion av frekvenser som sträcker sig från mikrovågsugn till sub-millimeter Vågregimer (cirka 8 till 500 gigahertz).

Uppgifterna från dessa mätningar möjliggjorde en sökning efter molekylen med Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) observationer mot två separata stjärnbildande regioner:NGC 6334I och IRAS 16293-2422B. Medlemmar i McGuire -gruppen analyserade dessa teleskopobservationer tillsammans med forskare vid National Radio Astronomy Observatory (Charlottesville, Virginia) och University of Köpenhamn, Danmark.

"I slutändan observerade vi 25 rotationslinjer med 2-metoxietanol som stod upp med den molekylsignalen som observerades mot NGC 6334I (streckkoden matchade), vilket resulterade i en säker detektion av 2-metoxietanol i denna källa," säger Fried. "Detta tillät oss att sedan härleda fysiska parametrar för molekylen mot NGC 6334I, såsom dess överflöd och excitationstemperatur. Det möjliggjorde också en undersökning av de möjliga kemiska bildningsvägarna från kända interstellära föregångare."

ser fram emot

Molekylära upptäckter som denna hjälper forskarna att bättre förstå utvecklingen av molekylär komplexitet i rymden under stjärnbildningsprocessen. 2-metoxietanol, som innehåller 13 atomer, är ganska stor för interstellära standarder-som 2021, detekterades endast sex arter som var större än 13 atomer utanför solsystemet, många av McGuires grupp och alla befintliga som ringade strukturer.

"Fortsatta observationer av stora molekyler och efterföljande härledningar av deras överflöd gör att vi kan främja vår kunskap om hur effektivt stora molekyler kan bildas och genom vilka specifika reaktioner de kan produceras," säger Fried.

"Dessutom, eftersom vi upptäckte denna molekyl i NGC 6334I men inte i IRAS 16293-2422B, presenterades vi en unik möjlighet att undersöka hur de olika fysiska förhållandena för dessa två källor kan påverka den kemi som kan inträffa."

Mer information: Zachary T. P. Fried et al, rotationsspektrum och första interstellär detektion av 2-metoxietanol med användning av almaobservationer av NGC 6334I, de astrofysiska tidskrifterna (2024). Doi:10.3847/2041-8213/AD37FF

Journalinformation: Astrophysical Journal Letters

Tillhandahålls av Massachusetts Institute of Technology

Denna berättelse är återpublicerad med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.