科学者たちは、約5,550光年離れた宇宙の斑点である、凝縮した星の誕生に比較的近い領域を調べているときに、これまで知られていなかった宇宙粒子を発見した。 これは、NGC 6334 としても知られるキャッツクロー星雲の一部です。
マサチューセッツ工科大学（MIT）の大学院生であるザカリー・フリード氏が率いる研究チームは、アタカマ大型ミリ波サブミリ波アレイ（ALMA）を使用して、NGC 6334Iとして知られる星雲の一部を調べた。 これにより、2-メトキシエタノールとして知られる複雑な分子の存在が明らかになりました。これは、その性質は地球上の実験室でシミュレートされていましたが、自然界ではこれまで観察されたことがありませんでした。
2-メトキシエタノールという分子の発見は注目に値するものでした。 これには 13 個の原子が含まれており、それほど多くないように思えるかもしれませんが、これより多くの原子を含む分子は宇宙で発見されたのはわずか 6 個だけです。 この分子は、これまでに宇宙で発見された最大かつ最も複雑な「メトキシ」分子でもあり、酸素原子に結合したメチル基原子を含む化学物質を指します。
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「私たちのグループは、星や太陽系が最終的に形成される宇宙領域の分子を理解しようとしています」とフリード氏は語った。 「これにより、星や惑星の形成過程に伴って化学がどのように進化するかを解明することができます。」
興味深いことに、同じチームは、IRAS 16293-2422Bと呼ばれる別の宇宙領域でも2-メトキシエタノールを探しました。IRAS 16293-2422Bには、私たちから約359光年離れたへびつかい座の星形成領域にある4つの生まれたばかりの原始星の本拠地があります。 。 これは、星形成領域の化学組成がより多様であることを示している可能性があります。
アルマは猫の爪で何を探すべきかを知っていた
フリード氏らは何の根拠もなくNGC 6334IとIRAS 16293-2422Bを調査した。 彼らは、チリ北部のアタカマ砂漠にある 66 台の電波望遠鏡であるアルマ望遠鏡を使ってどの分子を探すかについて、すでに良いアイデアを持っていました。 基本的に、彼らは機械学習モデルから 2-メトキシエタノールを探すことを示唆するアドバイスを受けました。
次に、グループは地球上の 2-メトキシエタノールの回転スペクトルを測定し、分析しました。フリード氏は、これを「宇宙を転がるときに放射する独特の光のパターン」と表現しました。
「これらのパターンは分子の指紋またはバーコードです」とMITの研究者は付け加えた。 「宇宙で新しい分子を検出するには、まず探したい分子のアイデアを得る必要があります。次に、地球上の実験室でそのスペクトルを記録し、最後に望遠鏡を使用して宇宙でそのスペクトルを検索します。
「バーコードが一致しました！」
「最終的に、NGC 6334I に向けて観察された分子シグナルと一致する 2-メトキシエタノールの 25 個のスピンラインが観察され、このソース中の 2-メトキシエタノールの安全な検出につながりました」とフリード氏は述べています。
この発見の成功により、チームは NGC 6334I と組み合わせて、分子の存在量や分子の励起温度など、分子の物理的パラメーターを抽出することができました。
「これにより、既知の恒星前駆体からの化学生成経路の可能性を調査することも可能になりました」とファリド氏は付け加えた。
このような発見により、科学者は星の形成中にどのように複雑な分子が現れるのか、また惑星がいつそれらの星の周りに集まり始めるのかをより深く理解できるようになります。
「高分子の継続的な観察とその後のその存在量の導出により、高分子がどのように効率的に形成され、どのような特定の反応によって生成されるのかについての知識を前進させることができます」とファリド氏は結論付けました。 「さらに、この分子はNGC 6334Iでは検出されましたが、IRAS 16293-2422Bでは検出されなかったため、これら2つの発生源の異なる物理的条件が、発生する可能性のある化学にどのような影響を与えるかを調べるまたとない機会を得ることができました。」
チームの研究は4月12日付けの雑誌に掲載された 天体物理学ジャーナルレター。
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