GBT检测金牛座分子云1的芳香分子苄腈

时间：2021-08-01 08:52:18 来源：

通过Taurus分子云1（TMC-1）中的GBT检测芳族分子苯腈。B. McGuire，B. Saxton（Nrao / Aui / NSF）

天文学家手上有一个神秘的谜。无论他们在哪里看，从银河系到遥远的星系，他们都观察了一个令人困惑的红外光芒。这种微弱的宇宙光线，它呈现为红外光谱中的一系列尖峰，没有易于识别的来源。它似乎与任何可识别的宇宙特征无关，如巨大的星际云，星形区域或超新星残余物。这是无处不在的，有点困惑。

科学家最终推断的可能是罪魁祸首，是一类称为多环芳烃（PAH）的有机分子的内在红外排放，这是科学家稍后会发现，是惊人的;宇宙中所有碳的近10％被捆绑在PAH。

即使作为一个团体，PAHS似乎是这种神秘的答案，也没有人们所知的数百种PAH分子在星际的空间中被发现。

来自国家科学基金会的绿色银行望远镜（GBT）的新数据显示，首次令人信服地令人信服的堂兄和化学前体的无线电指纹，分子苯腈（C 3 = CN）。这种检测最终可以提供“吸烟枪”，即PAHS确实在整个星际空间中传播，并且占神秘红外光天文学家的观察。

本研究的结果今天在华盛顿州华盛顿州美国天文学会（AAS）的第231次会议上颁发，并在“科学”期刊上发表。

由Chemist Brett McGuire领导的科学团队来自Charlottesville国家射频天文台（NAO），弗吉尼亚州和马萨诸塞州剑桥的Astrophysics（CFA）的哈佛史密森（CFA），发现了该分子的Telltale Radio签名来自附近的明星 - 形成作为金牛座分子云1（TCM-1）的星云，从地球上约为430岁。

“这些新的无线电观察结果给了我们更多的见解，而不是红外观察可以提供，”McGuire说。“虽然我们尚未直接观察到多环芳烃，但我们非常了解他们的化学。我们现在可以从简单的分子等化学面包渣到这些较大的PAH。“

虽然苯腈是最简单的所谓的芳香族分子之一，但它实际上是射频天文学所看到的最大分子。它还是第一个6-原子芳香环（用无线电望远镜检测到曾经检测到的六边形碳原子的碳原子的碳原子）分子。A

虽然芳香环在地球上看到的分子中常见（从食物到医学中的一切）中，但这一种类型以前没有这一点是第一个在与无线电望远镜的空间中观察到的第一个如此环形分子。其独特的结构使科学家能够挑逗其独特的无线电签名，这是在确认空间中分子的存在时的“金标准”。

作为分子在近乎空间的近乎真空中翻滚，它们脱离了一个独特的签名，这是一系列出现在无线电频谱中的尖峰。较大且更复杂的分子具有相应的更复杂的签名，使它们更加难以检测。PAHS和其他芳族分子甚至更难以检测，因为它们通常具有非常对称的结构。

为了产生透明的无线电指纹，分子必须有些不对称。具有更均匀的结构的分子，如许多PAH，可以具有非常弱的签名或根本没有签名。

“总理允许我们为这种检测提供令人难以置信的证据是令人难以置信的，”McGuire说。“当我们寻找更大且更有趣的分子时，我们需要GBT的敏感性，这具有独特的能力作为宇宙分子探测器。”

苯腈的不平衡化学布料随着分子旋转而产生强的信号，但这些信号的图案需要首先在地球上非常精确地测量，使得团队可以将模式与无线电观察结果相匹配。McGuire在CFA的Michael McCarthy实验室工作，以确定苯腈独有的光谱指纹，然后允许团队识别与分子对应的无线电频谱中的九个不同尖峰。他们还可以观察氮原子核对无线电签名的额外影响。

“这一发现是另一个精美地说明了在实验室中精确地测量的无线电观察的重要性和力量;通过这样做，科学家可以大大提高我们可以了解空间精致化学性的速度和自信，“麦卡锡增添了。

出版物：Brett A.McGuire等，“检测甲氮腈（C-C6H5CN）中的甲型媒介，”2018年1月12日：卷。 359，第6372页，第202-205页; DOI：10.1126 / science.aao4890.

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