Впервые в космосе обнаружен тяжелый метанол

Радиоастрономы и астрохимики впервые обнаружили в межзвездном пространстве тяжелый метанол — спирт, в молекуле которого все атомы водорода замещены его изотопом дейтерием. Открытие, о котором сообщает журнал Astronomy & Astrophysics, сделано на основе очень надежных данных.

Простейший спирт, метанол играет центральную роль в образовании космической органики. В очень молодых звездных системах обнаруживаются спирты посложнее — например, изопропанол. А начинается все с CH₃OH — на пылинках он может медленно реагировать с атомами углерода, кислорода и водорода, образуя все более крупные молекулы. Когда звезда загорается и принимается нагревать окружающее пространство, эти молекулы высвобождаются в виде газа. С этого момента их сигнатуры можно наблюдать с помощью радиотелескопов, таких как Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка (ALMA).

Для изучения химических путей образования космической органики дейтерированные молекулы представляют особый интерес, поскольку они образуются только в крайне холодных условиях, типичных для ранних стадий звездообразования.

«Дейтерирование позволяет нам проследить химическую эволюцию молекул в процессе формирования звезд и планет. Поняв их химию, мы, в конечном счете, можем реконструировать перенос сложных молекул из межзвездных облаков в планетные системы», — объясняет астрохимик Сильвия Спеццано из Института внеземной физики Общества Макса Планка, соавтор исследования.

В рамках программы ALMA COMPASS (Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys — Сложные органические молекулы в протозвездах по спектральным обзорам ALMA) наблюдали одиннадцать молодых звездных систем. Среди них — протозвезда IRAS4A2, расположенная примерно в 1000 световых лет от нас в молекулярном облаке Персея. Именно здесь была впервые обнаружена однозначная сигнатура полностью дейтерированного метанола (CD₃OD).

Удалось также определить содержание вариантов метанола с разным изотопным составом. Оказалось, что полностью дейтерированная форма представлена в горячем ядре протозвезды (астрономы называют его «корино») примерно в сто раз обильнее, чем предсказывает теория. Ни одна из существующих химических моделей на данный момент не способна объяснить столь высокую концентрацию CD₃OD.

«По-видимому, все они упускают какой-то важный процесс, которым обусловлено образование многократно дейтерированного метанола», — полагает астроном Арно Беллош из Радиоастрономического института Макса Планка, руководивший исследованием.

Кроме того — и это самое интригующее открытие — в данных IRAS4A2 присутствуют неопознанные спектральные линии, которые могут принадлежать многократно дейтерированным формам метанола CH₂DOD и CHD₂OD. Работа над соответствующими лабораторными данными уже ведется, и они по-прежнему необходимы для окончательного подтверждения.

В целом проект COMPASS оказался весьма плодотворным — наряду с этой работой опубликованы еще шесть, в том числе об обнаружении других органических молекул, а также с описанием методов анализа широкополосных (суб)миллиметровых спектров протозвезд в поисках новых соединений.

Химики впервые синтезировали «супер-спирт», который поможет раскрыть тайны космоса

Возле молодой звезды найден спирт — возможный ключ к зарождению жизни

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX