Una nuova ricerca del gruppo del professor Brett McGuire del MIT ha rivelato la presenza di una molecola precedentemente sconosciuta nello spazio. L'articolo ad accesso libero del team, "Spettro rotazionale e primo rilevamento interstellare del 2-metossietanolo utilizzando le osservazioni ALMA di NGC 6334I", è stato pubblicato nel numero del 12 aprile di The Astrophysical Journal Letters .
Zachary T.P. Fried, uno studente laureato del gruppo McGuire e autore principale della pubblicazione, ha lavorato per assemblare un puzzle composto da pezzi raccolti da tutto il mondo, estendendosi oltre il MIT fino a Francia, Florida, Virginia e Copenaghen, per raggiungere questa entusiasmante scoperta.
"Il nostro gruppo cerca di capire quali molecole sono presenti nelle regioni dello spazio dove prima o poi prenderanno forma le stelle e i sistemi solari", spiega Fried. "Questo ci permette di ricostruire come la chimica si evolve insieme al processo di formazione di stelle e pianeti. Lo facciamo osservando gli spettri rotazionali delle molecole, i modelli unici di luce che emettono mentre cadono nello spazio.
"Questi modelli sono impronte digitali (codici a barre) delle molecole. Per rilevare nuove molecole nello spazio, dobbiamo prima avere un'idea di quale molecola vogliamo cercare, poi possiamo registrarne lo spettro in laboratorio qui sulla Terra, e infine possiamo cerca quello spettro nello spazio usando i telescopi."
Il McGuire Group ha recentemente iniziato a utilizzare l’apprendimento automatico per suggerire buone molecole target da cercare. Nel 2023, uno di questi modelli di apprendimento automatico ha suggerito ai ricercatori di prendere di mira una molecola nota come 2-metossietanolo.
"Ci sono un certo numero di molecole 'metossi' nello spazio, come il dimetil etere, il metossimetanolo, l'etil metil etere e il metil formiato, ma il 2-metossietanolo sarebbe il più grande e complesso mai visto", afferma Fried.
Per rilevare questa molecola utilizzando le osservazioni del radiotelescopio, il gruppo ha prima dovuto misurare e analizzare il suo spettro rotazionale sulla Terra. I ricercatori hanno combinato esperimenti dell’Università di Lille (Lille, Francia), del New College of Florida (Sarasota, Florida) e del laboratorio McGuire del MIT per misurare questo spettro su una regione a banda larga di frequenze che vanno dalle microonde al sub-millimetro. regimi d'onda (da 8 a 500 gigahertz circa).
I dati raccolti da queste misurazioni hanno permesso di ricercare la molecola utilizzando le osservazioni ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) verso due regioni separate di formazione stellare:NGC 6334I e IRAS 16293-2422B. I membri del gruppo McGuire hanno analizzato queste osservazioni del telescopio insieme ai ricercatori dell'Osservatorio nazionale di radioastronomia (Charlottesville, Virginia) e dell'Università di Copenhagen, Danimarca.
"Alla fine, abbiamo osservato 25 linee rotazionali di 2-metossietanolo che si allineavano con il segnale molecolare osservato verso NGC 6334I (il codice a barre corrispondeva), risultando così in un rilevamento sicuro del 2-metossietanolo in questa fonte", afferma Fried. "Questo ci ha permesso di derivare i parametri fisici della molecola verso NGC 6334I, come la sua abbondanza e la temperatura di eccitazione. Ha anche consentito di indagare sui possibili percorsi di formazione chimica da precursori interstellari noti."
Scoperte molecolari come questa aiutano i ricercatori a comprendere meglio lo sviluppo della complessità molecolare nello spazio durante il processo di formazione stellare. Il 2-metossietanolo, che contiene 13 atomi, è piuttosto grande per gli standard interstellari:nel 2021, solo sei specie più grandi di 13 atomi sono state rilevate al di fuori del sistema solare, molte dal gruppo di McGuire, e tutte esistenti come strutture ad anello.
"Le osservazioni continue di grandi molecole e le successive derivazioni delle loro abbondanze ci consentono di migliorare la nostra conoscenza dell'efficienza con cui possono formarsi grandi molecole e mediante quali reazioni specifiche possono essere prodotte", afferma Fried.
"Inoltre, dal momento che abbiamo rilevato questa molecola in NGC 6334I ma non in IRAS 16293-2422B, ci è stata offerta un'opportunità unica di esaminare come le diverse condizioni fisiche di queste due fonti potrebbero influenzare la chimica che può verificarsi."
Ulteriori informazioni: Zachary T. P. Fried et al, Spettro rotazionale e prima rilevazione interstellare di 2-metossietanolo utilizzando le osservazioni ALMA di NGC 6334I, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad37ff
Informazioni sul giornale: Lettere del diario astrofisico
Fornito dal Massachusetts Institute of Technology
Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca, l'innovazione e l'insegnamento del MIT.
