Nouvelle molécule trouvée dans l'espace interstellaire
Les scientifiques ont détecté CHCHCCH dans TMC-1, révélant des infos sur la chimie interstellaire.
― 6 min lire
Table des matières
Dans des observations récentes avec des télescopes radio avancés, des scientifiques ont confirmé la présence d'une molécule spécifique, le CHCHCCH, dans une région de l'espace appelée TMC-1. Cette confirmation s'appuie sur des rapports précédents qui avaient identifié la molécule comme une découverte provisoire. La recherche se concentre sur les variations éthynyles (CH) et cyanures (CN) de l'éthylène et de l'éthane.
Techniques d'Observation
L'étude a utilisé deux grands télescopes radio : le télescope de Yebes de 40 m et le télescope IRAM de 30 m. Ces instruments fonctionnent à diverses fréquences et ont la capacité de détecter des signaux faibles venant de l'espace. Les chercheurs ont collecté des données sur plusieurs événements d'observation, en prenant soin d'analyser différentes fréquences pour réduire le bruit et améliorer la précision des résultats.
Le télescope de Yebes de 40 m a une sensibilité remarquable, ce qui a permis de détecter de nombreuses nouvelles molécules dans l'espace. Au cours des dernières années, le nombre de molécules identifiées dans TMC-1 a considérablement augmenté. La présence de divers types de molécules à chaîne carbonée dans TMC-1 a des implications cruciales pour comprendre la chimie des nuages interstellaires.
Focus Moléculaire : CHCHCCH et ses Variantes
Le CHCHCCH, aussi connu sous le nom d'acétylène éthyle, est un type de molécule formée avec des atomes de carbone et d'hydrogène. L'étude s'est concentrée sur les rapports d'abondance de différents isotopes (variantes) de cette molécule et de son dérivé cyanuré, le CHCHCN. Les résultats montrent comment ces molécules se comportent dans l'environnement de TMC-1, fournissant un aperçu de leurs propriétés chimiques et de leurs interactions.
L'équipe a trouvé que les rapports entre CHCHCCH et CHCHCN ainsi que CHCHCCH et CHCHCN sont indicatifs de leurs abondances relatives dans cette région de l'espace. Les résultats suggèrent que le CHCHCCH est présent en quantités significatives par rapport à son homologue cyanuré.
Transitions et Propriétés Détectées
Lors des observations, les chercheurs ont réussi à identifier de nombreuses transitions de CHCHCCH. Ces transitions sont liées à des changements dans les niveaux d'énergie moléculaire, qui se produisent lorsque les molécules interagissent avec le rayonnement. Les observations ont montré un paysage spectral complexe, suggérant que plusieurs états de la molécule étaient présents dans TMC-1.
De plus, les chercheurs ont noté certaines incohérences dans les fréquences observées par rapport aux prévisions basées sur des données de laboratoire. Cette divergence pourrait provenir des différences entre les modèles théoriques et les mesures réelles dans les vastes et variées conditions de l'espace.
Modélisation Chimique
Pour comprendre les abondances observées, l'équipe a utilisé des techniques de modélisation chimique. Ils ont simulé les conditions dans TMC-1, prenant en compte des facteurs comme la température, la densité et les niveaux de radiation. Les résultats de ces modèles s'alignaient assez bien avec les données observées, indiquant que des réactions dans la phase gazeuse traditionnelle pouvaient expliquer la formation du CHCHCCH et de ses dérivés.
En particulier, le modèle a mis en avant comment le CHCHCCH pourrait se former par le biais de plusieurs voies chimiques impliquant des réactions entre d'autres molécules simples. Ces processus jouent un rôle vital dans la chimie de l'espace interstellaire, où les conditions sont souvent froides et denses.
Environnement Chimique de TMC-1
La région TMC-1 est connue pour héberger une variété de molécules, en particulier celles contenant des cyanures et des chaînes carbonées. L'abondance de ces matériaux offre un environnement unique pour le développement de molécules organiques complexes. Les résultats concernant le CHCHCCH et le CHCHCN éclairent les voies potentielles pour des structures chimiques plus complexes, qui suscitent un grand intérêt dans le domaine de l'Astrochimie.
La capacité de détecter ces types de molécules aide les chercheurs à comprendre comment des gaz simples et des glaces peuvent évoluer en structures moléculaires plus compliquées au fil du temps dans le froid de l'espace.
Importance des Résultats
La détection de CHCHCCH et de ses dérivés dans TMC-1 ajoute à l'inventaire croissant des molécules interstellaires connues. Comprendre les ratios et les relations entre ces molécules éclaire non seulement leur chimie de base mais offre aussi un aperçu des processus qui pourraient mener à la formation de précurseurs biologiques dans l'espace.
De telles découvertes peuvent avoir des implications vastes, car elles suscitent d'autres questions sur les origines de la vie et les conditions nécessaires à la formation de molécules biologiques dans le cosmos. Le travail continu dans ce domaine aide à former une image plus cohérente de la façon dont l'univers fonctionne à un niveau moléculaire.
Directions de Recherche Futures
Les résultats encouragent à poursuivre l'exploration de TMC-1 et d'autres régions célestes similaires. De futures observations avec des instruments plus avancés pourraient affiner davantage l'inventaire moléculaire et fournir des aperçus plus profonds sur la chimie interstellaire. Les chercheurs prévoient d'étudier diverses autres molécules censées exister dans TMC-1, qui n'ont pas encore été détectées.
Les efforts continus pour étudier les signatures chimiques de ces régions contribuent à notre compréhension du cosmos, aidant à clarifier comment les éléments se combinent et interagissent dans les vastes étendues de l'espace. La relation entre les molécules simples et leurs dérivés plus complexes est un point focal pour les chercheurs cherchant à comprendre la composition chimique de l'univers.
Conclusion
Des observations récentes ont confirmé la présence de CHCHCCH dans TMC-1, avec des implications pour notre compréhension de la façon dont les molécules simples évoluent dans des environnements interstellaires. Les techniques avancées utilisées pour collecter et analyser les données démontrent le potentiel de découvrir de nouvelles espèces moléculaires dans l'espace. À mesure que la recherche continue, nous pourrions débloquer d'autres mystères entourant la chimie de l'univers et les origines de la vie elle-même. L'exploration continue de ces molécules et de leurs interactions est vitale pour comprendre les processus chimiques plus larges qui façonnent notre cosmos.
Titre: CN and CCH derivatives of ethylene and ethane: Confirmation of the detection of CH$_3$CH$_2$CCH in TMC-1
Résumé: We present a study of CH$_3$CH$_2$CCH, CH$_3$CH$_2$CN, CH$_2$CHCCH, and CH$_2$CHCN in TMC-1 using the QUIJOTE$^1$ line survey. We confirm the presence of CH$_3$CH$_2$CCH in TMC-1, which was previously reported as tentative by our group. From a detailed study of the ethynyl and cyanide derivatives of CH$_2$CH$_2$ and CH$_3$CH$_3$ in TMC-1, we found that the CH$_2$CHCCH/CH$_2$CHCN and CH$_3$CH$_2$CCH/CH$_3$CH$_2$CN abundance ratios are 1.5$\pm$0.1 and 4.8$\pm$0.5, respectively. The derived CH$_2$CHCCH/CH$_3$CH$_2$CCH abundance ratio is 15.3$\pm$0.8, and that of CH$_2$CHCN over CH$_3$CH$_2$CN is 48$\pm$5. All the single substituted isotopologs of vinyl cyanide have been detected, and we found that the first and second carbon substitutions in CH$_2$CHCN provide a $^{12}$C/$^{13}$C ratio in line with that found for other three-carbon bearing species such as HCCNC and HNCCC. However, the third $^{13}$C isotopolog, CH$_2$CH$^{13}$CN, presents an increase in its abundance similar to that found for HCCCN. Finally, we observed eight $b$-type transitions of CH$_2$CHCN, and we find that their intensity cannot be fitted adopting the dipole moment $\mu_b$ derived previously. These transitions involve the same rotational levels as those of the $a$-type transitions. From their intensity, we obtain $\mu_b$=0.80$\pm$0.03\,D, which is found to be in between earlier values derived in the laboratory using intensity measurements or the Stark effect. Our chemical model indicates that the abundances of CH$_3$CH$_2$CCH, CH$_3$CH$_2$CN, CH$_2$CHCCH, and CH$_2$CHCN observed in TMC-1 can be explained in terms of gas-phase reactions.
Auteurs: J. Cernicharo, B. Tercero, M. Agúndez, C. Cabezas, R. Fuentetaja, N. Marcelino, P. de Vicente
Dernière mise à jour: 2024-04-11 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2404.07585
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2404.07585
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
Merci à arxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.