С 30-метровия телескоп на Ирам в испанската Сиера Невада, те се научиха грива два коня в радиочестотния спектър. Не, те няма да образ Конска глава; те се интересуват от спектъра - те се четат светлина се разделя на неговите съставни дължини на вълните, разкривайки химическия състав на мъглявина. На екрана, тези данни изглеждат като изблици на сърцето монитор; всеки пик показва, че определен молекула мъглявина излъчената светлина с определена дължина на вълната.
Всяка молекула във вселената образува характерната подпис на базата на позицията на протони, неутрони и електрони в него. Най данни подпис Конска лесно да се обясни обичайните химикали: въглероден окис, формалдехид, въглероден неутрален. Но имаше и малка неизвестна линия в 89.957 GHz. Това е една мистерия - молекула, той е непознат за науката.
Веднага след получаването на тази информация, Евелин Рюеф на Париж обсерватория и останалите химици в нейния екип започна да се теоретизира на молекулата, което би могло да създаде сигнала. Те стигат до извода, че неизвестен тип трябва да бъде линейна молекула - съединение, в което атоми са подредени в права верига. И само определен вид на линейни молекули може да произвежда спектрална пръстов отпечатък, видян от химици. След като работи за списък на тези молекули, се натъкнаха на C3H +, propinilidinium. Този молекулен йон никога не е виждал преди. В действителност, той не би трябвало да е там. И ако има, то би било изключително нестабилна. На Земята, би било почти мигновено реагира с нещо друго, и ще се образува обичайната форма. Но в пространството, където ниското налягане и молекулите са рядко се сблъскват с нещо, с което може да образува връзка, C3H + може да съществува.
На първо място, някои скептици са оспорили това заключение - ако C3H + не е виждал преди, когато те смятат, че това е молекулата? Необорим аргумент беше миналата година, когато учени от университета в Кьолн в Германия, решиха да създадат кратко време C3H + в лаборатория. Те не само се оказа, че съществува молекулата, те също така позволява на учените да се измери спектъра - и той е същият, който беше в главата на коня. "Беше хубаво да се намери молекула, съществуването на които ние не мислех - казва Рюеф. - Когато можете да се стигне до това заключение, като логика, вие сте детектив ".
Със странна молекула определя, но все още има много такива. Мъглявина Конска глава не е изключение. Почти навсякъде във Вселената, което астрономите гледат - освен ако, разбира се, се вгледате внимателно - те виждат неясни спектралните линии. Съединенията, с които ние, хората, са запознати и които създават огромно разнообразие от материали на тази планета, само част от създадената природа. Най-накрая, след десетилетия на развитие на теоретични модели и компютърни симулационни техники, както и лабораторни експерименти върху възпроизводството на нови молекули astrohimiki започнат да дават имена на много такива неопределени линии.
празно пространство
През следващите години, астрономите са открили повече от 200 вида молекули, плаващи в пространството. Много от тях са много различни от тези, които видяхме на нашата планета. "Обикновено правим химия въз основа на условията, които имаме на Земята - казва Райън Фортенбери, astrohimik Грузия Южна университет. - Когато се отдръпват от тази парадигма, химикалите могат да бъдат създадени без никакви ограничения. Ако си представим една молекула, без значение колко странно, има известна вероятност, че след като кой ли път, някъде в дъното на огромно пространство тя ще се появи. "
Space - в буквалния смисъл на другата сряда. Температурите могат да бъдат много, много по-високи, отколкото в света (например, в атмосфера на звезди), и много, много по-ниска (в междузвездното пространство относително празна). По същия начин, налягане (високо или ниско) различен от земята. Ето защо, молекули, които могат да се образуват в пространството, нашата планета може да не се появи изобщо някога - и ако се появят, те ще бъдат много активни. "Молекулата може да излизаш в продължение на години в междузвездното пространство преди срещата с друга молекула - Тимъти Лий казва, астрофизиката Ames Research Center на НАСА. - Възможно е да има област, без радиация, така че ако молекулата не е стабилна, тя ще издържи дълго време ".
Тези космически молекула след идентификация може да ни научи. Някои от тях може да бъде полезно, ако учените могат да ги пресъздадете в лабораторията и да научат как да използват техните свойства. Други молекули може да обясни произхода на органични съединения, които са довели до живота на Земята. Всички те могат да разширят границите на познанията ни, че всичко е възможно химически в нашата вселена.
Телескопи, които ще променят всичко
В търсене на комуникация
Да се идентифицират молекули, които отговарят на тези редове, учените могат да отидат два начина. Както е случаят с C3H +, astrohimiki да започнете с теорията на гадаене с помощта на спектъра да се опита да разбере за коя молекула може да се крие отдолу. Методи на квантовата химия от самото начало (от самото начало Латинска за "от началото") дава възможност на изследователите да започне с чисти квантовата механика - теория описва поведението на елементарните частици - да се изчисли свойства на молекулите на базата на движението на протони, неутрони и електроните в атомите им съставляващи. На суперкомпютър може да работи повтарящи моделиране молекули, всеки само леко регулиране на структура и разположение на частиците, и виж резултатите за да се определи оптималната геометрията на компонентите. "С квантова химия, ние не са ограничени в това, което може да синтезира, - казва Фортенбери. - Ние са ограничени от размера на молекулите. Имаме нужда от повече изчислителна мощност, за извършване на изчисления. "
Светът на нови молекули
Много от молекулите, които се крият в звездите и мъглявини, до крайност на страната. Питам как изглеждат и какво ще бъде на пипане, че е безполезно, защото дори и да ги вземат в ръка, те ще реагират веднага. Ако все още ще бъде в състояние да се установи контакт с тях, те почти със сигурност ще бъде токсичен и канцерогенен. По ирония на съдбата, учените имат обща представа за това как някои други хора ще миришат молекули: много от тях принадлежат към класа на ароматни съединения, производни на бензена, първоначално сподели имена със силна миризма.
Космически молекули може да ни помогне да отговорим на един от най-фундаменталните въпроси на вселената: как започва живота си? Учените не знаят къде оригинала като аминокиселината, градивните елементи на живота на Земята или в пространството (и след това са били доведени до нашата планета от комети и метеорити). Отговорът на този въпрос може да се каже, ако много от аминокиселини във Вселената, както и дали те биха могли теоретично сеят живот в безброй други екзопланети. Astrohimiki забелязал признаци на присъствието на аминокиселини в пространството, както и свързване на молекули, които ги основата.
На последно място, а може би и някои редки видове могат да бъдат полезни, ако те биха могли да бъдат създадени в достатъчни количества и да са в състояние да поддържат контролирана среда. "Големите надежди astrochemistry - намерете молекули, които ще имат напълно нови свойства и които можем да използваме, за да реши проблемите на земята", казва Фортенбери.
И все пак astrohimiki все още се къпят в плитки водни молекули безбрежното море там, в пространството. Техните открития ни напомнят, че нашето собствено кътче на пространството е относително малък - може да е незначителен, не е показателно само пример за възможностите. Може би тези молекули, които имаме на Земята са наистина екзотична и C3H +, фулерени, а други все още неизвестни молекули - обичайната универсален материал.
Свързани статии