Die zentrale molekulare Zone. (NASA/CXC/UMass/D. Wang et al.; NRF/SARAO/MeerKAT) Nahe dem Zentrum der Milchstraße, in einer riesigen Wolke im Raum zwischen den Sternen, haben Astronomen ein organisches Molekül identifiziert, das noch nie zuvor im interstellaren Medium entdeckt wurde. Es heißt Propargylimin und könnte eine Schlüsselrolle bei der Bildung der für die Entstehung von Leben lebenswichtigen Aminosäuren spielen.
„Die Besonderheit dieser chemischen Spezies liegt in ihrer Kohlenstoff-Stickstoff-Doppelbindung, die ihr eine hohe Reaktivität verleiht.“ erklärte der Astrochemiker Luca Bizzocchi des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Deutschland.
„Mit dieser Doppelbindung wird es zu einem grundlegenden Bestandteil der chemischen Ketten, die von den einfachsten und am häufigsten vorkommenden Molekülen im Weltraum, die Kohlenstoff und Stickstoff enthalten – zum Beispiel Formaldehyd (H2CO) bzw. Ammoniak (NH3) – zum komplexeren Amino führen.“ Säuren, die Grundbausteine der terrestrischen Biologie.
Die Region, in der das Molekül gefunden wurde, ist ein Wolkensystem, das reich an molekularem Gas ist. Man nennt sie die Zentrale Molekulare Zone, ein Gebiet, das für Astrochemiker von großem Interesse ist. Es ist ein großes Repository von astrophysikalisch komplexen organischen Molekülen, wie z Ethylformiat , Isopropylcyanid Und Propylenoxid .
Diese werden als präbiotische Moleküle bezeichnet, da sie eine Rolle bei den präbiotischen Prozessen spielen, die die Bausteine des Lebens wie Aminosäuren, RNA und DNA bilden.
Wie Bizzocchi feststellte, kann Propargylimin auch für diese Prozesse sehr wichtig sein – Moleküle mit einer doppelten Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung spielen eine wichtige Rolle in einem chemischen Prozess namens Strecker synthesis , wird zur Herstellung von Aminosäuren im Labor verwendet.
Darüber hinaus ist Propargylimin strukturell ähnlich einer Reihe organischer Moleküle die bereits im Weltraum identifiziert wurden. Also beschlossen Bizzocchi und sein Team, sich auf die Suche zu machen. Aber zuerst mussten sie wissen, wonach sie suchen mussten – und das bedeutete, das Spektrum von Propargylimin in einem Labor zu untersuchen.
Wenn Licht eine Molekülwolke durchdringt, absorbieren die Moleküle in dieser Wolke elektromagnetische Strahlung bestimmter Wellenlängen und emittieren sie wieder, was zu sogenannten Absorptions- und Emissionslinien in einem elektromagnetischen Spektrum führt.
Jedes Molekül hat seine eigene Konfiguration dieser Linien, wie ein chemischer Fingerabdruck, aber Sie müssen wissen, wie dieser Fingerabdruck aussieht, um ihn zu identifizieren.
„Wenn sich ein Molekül im interstellaren Medium dreht, sendet es Photonen mit sehr präzisen Frequenzen aus.“ Bizzocchi erklärte . „In Kombination mit Daten von Radioteleskopen können wir anhand dieser Informationen erkennen, ob ein Molekül in den Molekülwolken, den Entstehungsorten von Sternen und Planeten, vorhanden ist.“
Daher zeichnete das Team im Labor die Rotationsspektren zweier Isomere bzw. Atomkonfigurationen von Propargylimin auf, was insgesamt rund 1.000 Rotationsübergänge ergab. Dies ermöglichte es dem Team, ein hochpräzises Spektralprofil von Propargylimin zu erstellen, das die Verzerrung berücksichtigt, die das Molekül im Raum erfährt.
Der nächste Schritt bestand darin, diese Ergebnisse mit Spektralbeobachtungen zu vergleichen. Diese Beobachtungen wurden mit dem gemacht 30-Meter-Teleskop in der Sierra Nevada, Spanien, und konzentrierte sich auf eine Wolke in der zentralen Molekularzone namens G+0,693-0,027.
Und tatsächlich ...
„Unser Molekül war schon da“ sagte der Astrophysiker Víctor M. Rivilla des Nationalen Instituts für Astrophysik in Italien.
„Es lag in unseren Daten der Molekülwolke G+0,693-0,027, aber wir konnten es nicht identifizieren, ohne seine genaue Spektroskopie zu kennen, das heißt die vollständige Beschreibung seines Emissionsfrequenzmusters.“ „Sobald wir es bekamen, erkannten wir dank der Messungen im Labor, dass das Propargylimin zweifellos da war und darauf wartete, dass jemand es erkannte.“
Wer weiß, was sonst noch da draußen sein könnte und darauf wartet, dass wir herausfinden, wie wir es sehen können?
Die Forschung wurde angenommen Astronomie und Astrophysik , und ist verfügbar unter arXiv .