天文学家在星际介质中发现了两种新的多环芳烃

3月22日,2021年 新闻人员/来源

使用来自Robert C. Byrd Green Bank望远镜,天文学家已经鉴定了在不锈的云核心TMC-1中称为Cyanonapthalene的小多环芳烃(PAH)的两种异构体的排放,这是壁的一部分金牛座分子云。这一发现发表在a在杂志中科学研究表明,多环芳烃可以在比预期更低的温度下形成,这可能会促使科学家重新思考他们关于多环芳烃化学在恒星和行星形成过程中所起作用的假设。

多环芳烃分子覆盖在金牛座分子云上,金牛座分子云是由气体和尘埃组成的大型蓝白色星云,其间散布着大小不同亮度的恒星。从左到右所示的芳族分子结构:1-氰基萘,1-氰基 - 环戊二烯,HC11n,2-氰基萘,乙烯基环酰基,2-氰基 - 环戊二烯,苄腈,E-氰基乙烯基乙炔,HC4NC,炔丙基氰酸乙烯。图像信用:M. Weiss / Harvard&Smithsonian AstroShysics中心。

多环芳烃分子覆盖在金牛座分子云上,金牛座分子云是由气体和尘埃组成的大型蓝白色星云,其间散布着大小不同亮度的恒星。芳香分子结构按从左到右的顺序显示:1-氰基萘,1-氰基环戊二烯,HC11N, 2-氰基萘,乙烯基氰乙炔,2-氰基环戊二烯,苯腈,e -氰基乙烯乙炔,HC4NC,炔丙基氰化物。图像信用:M. Weiss / Harvard&Smithsonian AstroShysics中心。

多环芳烃是碳氢化合物组成由两个或两个以上的碳和氢原子组成的芳香环。

这些主要无色、白色或淡黄色固体化合物来自自然和人为来源,后者是主要来源。

多环芳烃的自然来源包括森林大火和火山爆发。人为源包括工业操作、焚烧、车辆排放和发电等过程中的各种热解过程。

自20世纪80年代以来,天文学家就一直怀疑多环芳烃存在于太空中,但这项新研究首次提供了它们存在于分子云中的确凿证据。

“PAHS被认为包含宇宙中的25%的碳,”哈佛大学的天文学家Brett McGuire博士说,Astrophysics,麻省理工学院和国家射频天文学天文台。

“现在,我们首次拥有直接窗口的化学化学,让我们详细研究这种碳的大规模碳水储层如何通过形成恒星和行星的过程作出反应和发展。”

麦格尔博士及其同事一直在研究TMC-1,距离金牛座星座大约440距离地球,几年,因为以前的观测发现它富含复杂的碳分子。

几年前,天文学家观察到的这表明云核含有苯腈,一个连着腈基团的六碳环。

在新的研究中,麦格尔博士的团队旨在确认TMC-1中存在苯腈。

在格林班克望远镜的数据中,他们还发现了另外两个分子的特征,即1-和2-氰基萘,它们由两个苯环融合在一起,一个苯环上有一个丁腈基团。

“检测这些分子是天体化学的一大飞跃,”哈佛和史密森天体物理中心(Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics)和麻省理工学院(MIT)的博士后研究员开尔文·李(Kelvin Lee)博士说。

“我们正开始将已知存在于太空中的苯甲腈等小分子与在天体物理学中非常重要的整体多环芳烃之间的点联系起来。”

在寒冷、无恒星的TMC-1中发现这些分子表明,多环芳烃不仅仅是垂死恒星的副产品,而且可能由更小的分子组装而成。

“在我们找到它们的地方,没有明星,所以要么他们正在建立到位,要么他们是死明星的剩余物,”麦克尔博士说。

“我们认为这可能是两者的结合——证据表明,这既不是一种途径,也不是另一种途径的排他性。这是新的和有趣的,因为之前真的没有任何关于这种自下而上的途径的观测证据。”

“根据之前几十年的建模工作,我们认为自己对分子云的化学成分有了相当好的了解,”天体化学家、哈佛与史密森天体物理中心(Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics)代理副主任迈克尔·麦卡锡(Michael McCarthy)博士说。

“这些新的天文观察结果是这些分子不仅存在于分子云中,而是以比标准模型预测高的数量级。”

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布雷特a McGuire。2021.两种星际多环芳烃的光谱匹配滤波检测。科学371 (6535): 1265 - 1269;doi: 10.1126 / science.abb7535

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