Simple Science

Ciência de ponta explicada de forma simples

# Física# Astrofísica das Galáxias

Nova molécula encontrada no espaço interestelar

Cientistas detectam CHCHCCH em TMC-1, revelando insights sobre a química interestelar.

― 6 min ler


Molécula Encontrada noMolécula Encontrada noTMC-1espacial.CHCHCCH detectado, iluminando a química
Índice

Em observações recentes com telescópios de rádio avançados, os cientistas confirmaram a presença de uma molécula específica, CHCHCCH, numa região do espaço conhecida como TMC-1. Essa confirmação se baseia em relatos anteriores que tinham identificado a molécula como uma descoberta temporária. A pesquisa se concentra nas variações de etinila (CH) e cianeto (CN) do etileno e do etano.

Técnicas Observacionais

O estudo usou dois telescópios de rádio principais: o telescópio Yebes de 40m e o telescópio IRAM de 30m. Esses instrumentos funcionam em várias frequências e têm a capacidade de detectar sinais fracos do espaço exterior. Os pesquisadores coletaram dados em vários eventos de observação, tomando cuidado para analisar diferentes frequências de forma eficaz, reduzindo ruídos e melhorando a precisão das descobertas.

O telescópio Yebes de 40m tem uma sensibilidade impressionante, que permitiu a detecção de muitas novas moléculas no espaço. Nos últimos anos, o número de moléculas identificadas em TMC-1 aumentou significativamente. A presença de vários tipos de moléculas em cadeia de carbono em TMC-1 tem implicações cruciais para entender a química das nuvens interestelares.

Foco Molecular: CHCHCCH e Suas Variações

CHCHCCH, também conhecida como acetileno etílico, é um tipo de molécula formada por átomos de carbono e hidrogênio. O estudo se concentrou nas razões de abundância de diferentes isótopos (variações) dessa molécula e seu derivado cianeto, CHCHCN. Os achados mostram como essas moléculas se comportam no ambiente de TMC-1, fornecendo insights sobre suas propriedades químicas e interações.

A equipe descobriu que as razões de CHCHCCH para CHCHCN e CHCHCCH para CHCHCN são indicativas de suas abundâncias relativas nessa área do espaço. Os resultados sugerem que CHCHCCH está presente em quantidades significativas em comparação com seu contraparte cianeto.

Transições Detectadas e Propriedades

Durante as observações, os pesquisadores conseguiram identificar várias transições de CHCHCCH. Essas transições estão relacionadas a mudanças nos níveis de energia molecular, que ocorrem quando as moléculas interagem com radiação. As observações mostraram uma paisagem espectral complexa, sugerindo que vários estados da molécula estavam presentes em TMC-1.

Além disso, os pesquisadores notaram algumas inconsistências nas frequências observadas em comparação com previsões baseadas em dados de laboratório. Essa discrepância pode surgir de diferenças entre os modelos teóricos e as medições reais nas vastas e variadas condições do espaço.

Modelagem Química

Para entender as abundâncias observadas, a equipe usou técnicas de modelagem química. Eles simularam as condições em TMC-1, levando em conta fatores como temperatura, densidade e níveis de radiação. Os achados desses modelos se alinharam razoavelmente bem com os dados observados, indicando que reações gasosas tradicionais poderiam explicar a formação de CHCHCCH e seus derivados.

Em particular, o modelo destacou como CHCHCCH poderia se formar através de várias vias químicas envolvendo reações entre outras moléculas simples. Esses processos desempenham um papel vital na química do espaço interestelar, onde as condições costumam ser frias e densas.

Ambiente Químico de TMC-1

A região TMC-1 é conhecida por abrigar uma variedade de moléculas, particularmente aquelas que contêm cianeto e cadeias de carbono. A abundância desses materiais proporciona um ambiente único para o desenvolvimento de moléculas orgânicas complexas. As descobertas sobre CHCHCCH e CHCHCN iluminam os potenciais caminhos para estruturas químicas mais complexas, que são de grande interesse no campo da Astroquímica.

A capacidade de detectar esses tipos de moléculas ajuda os pesquisadores a entender como gases simples e gelos podem evoluir para estruturas moleculares mais complicadas com o tempo no frio do espaço.

Importância das Descobertas

A detecção de CHCHCCH e seus derivados em TMC-1 adiciona à crescente lista de moléculas interestelares conhecidas. Entender as razões e relações entre essas moléculas não só ilumina sua química básica, mas também oferece uma visão dos processos que podem levar à formação de precursores biológicos no espaço.

Essas descobertas podem ter implicações de longo alcance, pois levantam mais perguntas sobre as origens da vida e as condições necessárias para que moléculas biológicas se formem no cosmos. O trabalho contínuo nessa área ajuda a formar uma imagem mais coesa de como o universo opera em nível molecular.

Direções Futuras de Pesquisa

As descobertas incentivam a exploração contínua de TMC-1 e outras regiões celestiais similares. Observações futuras com instrumentos mais avançados poderiam refinar ainda mais o inventário molecular e fornecer insights mais profundos sobre a química interestelar. Os pesquisadores planejam investigar várias outras moléculas que se acredita existirem em TMC-1, que ainda permanecem não detectadas.

Os esforços contínuos em estudar as assinaturas químicas dessas regiões contribuem para nossa compreensão do cosmos, ajudando a esclarecer como os elementos se combinam e interagem nas vastas extensões do espaço. A relação entre moléculas simples e seus derivados mais complexos é um ponto focal para pesquisadores que buscam entender a composição química do universo.

Conclusão

Observações recentes confirmaram a presença de CHCHCCH em TMC-1, com implicações para nossa compreensão de como moléculas simples evoluem em ambientes interestelares. As técnicas avançadas utilizadas para coletar e analisar os dados demonstram o potencial de descobrir novas espécies moleculares no espaço. À medida que a pesquisa continua, podemos desbloquear mais mistérios em torno da química do universo e das origens da vida em si. A exploração contínua dessas moléculas e suas interações é vital para entender os processos químicos mais amplos que moldam nosso cosmos.

Fonte original

Título: CN and CCH derivatives of ethylene and ethane: Confirmation of the detection of CH$_3$CH$_2$CCH in TMC-1

Resumo: 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.

Autores: J. Cernicharo, B. Tercero, M. Agúndez, C. Cabezas, R. Fuentetaja, N. Marcelino, P. de Vicente

Última atualização: 2024-04-11 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2404.07585

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2404.07585

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

Obrigado ao arxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

Mais de autores

Artigos semelhantes