重磅：MIT教授Brett McGuire小組的新研究揭示了太空中存在一種以前未知的分子。

　　MIT研究團(tuán)隊(duì)的開(kāi)放獲取論文《利用NGC 6334I的ALMA觀測(cè)對(duì)2-甲氧基乙醇的旋轉(zhuǎn)光譜和首次星際探測(cè)》發(fā)表在4月12日的《天體物理雜志快報(bào)》上。

　　麥奎爾小組的研究生、該出版物的主要作者Zachary T.P.Fried致力于組裝一個(gè)由全球各地收集的碎片組成的謎題，從麻省理工學(xué)院延伸到法國(guó)、佛羅里達(dá)州、弗吉尼亞州和哥本哈根，以實(shí)現(xiàn)這一令人興奮的發(fā)現(xiàn)。

　　弗里德解釋道：“我們的團(tuán)隊(duì)試圖了解恒星和太陽(yáng)系最終形成的空間區(qū)域中存在哪些分子。”。“這使我們能夠拼湊出恒星和行星形成過(guò)程中化學(xué)物質(zhì)是如何演變的。我們通過(guò)觀察分子的旋轉(zhuǎn)光譜，以及它們?cè)谔罩惺孜蚕噙B時(shí)發(fā)出的獨(dú)特光模式來(lái)做到這一點(diǎn)。這些模式是分子的指紋(條形碼)。要在太空中檢測(cè)新分子，我們首先必須知道我們想要尋找什么分子，然后我們可以在地球上的實(shí)驗(yàn)室中記錄其光譜，最后我們使用望遠(yuǎn)鏡在太空中尋找該光譜。”

　　回溯：MIT研究員在太空中尋找分子的經(jīng)過(guò)

　　麥奎爾小組最近開(kāi)始利用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)建議尋找好的目標(biāo)分子。2023年，其中一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型表明，研究人員瞄準(zhǔn)了一種名為2-甲氧基乙醇的分子。

　　弗里德說(shuō)：“太空中有許多‘甲氧基’分子，如二甲醚、甲氧基甲醇、乙基甲醚和甲酸甲酯，但2-甲氧基乙醇將是有史以來(lái)最大、最復(fù)雜的。”。為了使用無(wú)線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)來(lái)探測(cè)這種分子，該小組首先需要測(cè)量和分析其在地球上的旋轉(zhuǎn)光譜。研究人員結(jié)合了里爾大學(xué)(法國(guó)里爾)、佛羅里達(dá)新學(xué)院(佛羅里達(dá)薩拉索塔)和麻省理工學(xué)院麥奎爾實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)，在從微波到亞毫米波(約8至500千兆赫)的寬帶頻率范圍內(nèi)測(cè)量了這一頻譜。

　　從這些測(cè)量中收集到的數(shù)據(jù)允許使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)對(duì)兩個(gè)獨(dú)立的恒星形成區(qū)域(NGC 6334I和IRAS 16293-2422B)的觀測(cè)來(lái)搜索該分子。麥奎爾小組的成員與國(guó)家射電天文臺(tái)(弗吉尼亞州夏洛茨維爾)和丹麥哥本哈根大學(xué)的研究人員一起分析了這些望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)結(jié)果。

　　弗里德說(shuō):“最終，我們觀察到25條2-甲氧基乙醇的旋轉(zhuǎn)線(xiàn)，這些線(xiàn)與觀察到的NGC 6334I的分子信號(hào)一致(條形碼匹配!)，從而在該來(lái)源中安全檢測(cè)到2-甲氧基乙醇。”“這使我們能夠獲得NGC 6334I分子的物理參數(shù)，例如其豐度和激發(fā)溫度。它還使我們能夠調(diào)查已知星際前體可能的化學(xué)形成途徑。”

　　未來(lái)影響：MIT研究員新發(fā)現(xiàn)將促進(jìn)該領(lǐng)域的發(fā)展

　　像這樣的分子發(fā)現(xiàn)有助于研究人員更好地理解恒星形成過(guò)程中空間分子復(fù)雜性的發(fā)展。2-甲氧基乙醇含有13個(gè)原子，對(duì)于星際標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)是相當(dāng)大的——截至2021年，在太陽(yáng)系外只發(fā)現(xiàn)了6種大于13個(gè)原子的物質(zhì)，其中許多是由McGuire的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的，而且它們都以環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在。

　　弗里德說(shuō):“對(duì)大分子的持續(xù)觀察和隨后對(duì)其豐度的推導(dǎo)，使我們能夠進(jìn)一步了解大分子的形成效率，以及它們可能通過(guò)哪些特定反應(yīng)產(chǎn)生。”“此外，由于我們?cè)贜GC 6334I中檢測(cè)到這種分子，而在IRAS 16293-2422B中沒(méi)有檢測(cè)到，我們得到了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)，可以研究這兩個(gè)來(lái)源的不同物理?xiàng)l件如何影響可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。”

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