Uma imagem da Nuvem Molecular de Taurus, cerca de 450 anos-luz da Terra. Muitas moléculas de cadeia de carbono foram detectadas em nuvens escuras como essas, mas os astrônomos procuraram o HC11N sem sucesso. Eles especulam que cadeias tão grandes se transformam preferencialmente em anéis de carbono. Crédito:ESO; Pesquisa Digitalizada do Céu; Davide De Martin
O meio interestelar da Via Láctea contém 5-10% da massa total da galáxia (excluindo sua matéria escura) e consiste principalmente de gás hidrogênio. Existem contribuições pequenas, mas importantes de outros gases também, incluindo moléculas portadoras de carbono, ambos simples, como monóxido de carbono e dióxido de carbono, e complexo como eteno, benzeno, propynal, metanol e outros álcoois, e cianetos. Existem até algumas moléculas muito grandes, como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos e fulerenos com cinquenta ou mais átomos de carbono. Algumas espécies como os cianetos têm abundância relativa semelhante ao que é visto em cometas em nosso sistema solar, sugerindo que a química local do carbono não é única.
Os astrônomos acham que moléculas interestelares complexas são provavelmente produzidas em grãos de poeira, embora algumas moléculas possam ser produzidas na fase gasosa. Cerca de um por cento em massa do material interestelar, esses minúsculos grãos são compostos predominantemente de silicatos e fornecem às moléculas de gás superfícies nas quais podem reagir com outras moléculas. As moléculas da cadeia de carbono são particularmente interessantes porque se acredita que sejam o ponto de partida para uma fração significativa das substâncias químicas complexas conhecidas no meio interestelar. Suspeita-se até que as espécies de cadeia de carbono são um estágio chave na formação de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. A química molecular da cadeia de carbono, portanto, fornece uma visão sobre um grande subconjunto da química interestelar.
Uma família de cadeias de carbono particularmente bem estudada são os cianopoliinos:moléculas lineares da forma HCnN, onde n =3, 5, 7, 9, etc. Eles foram observados em grande abundância em direção a estrelas mais velhas e em nuvens escuras e frias. A presença do maior cianopolyne conhecido, HC11N, Contudo, está em disputa. Foi detectado em 1982 em direção a uma nuvem escura em Taurus, mas essa detecção não foi confirmada. Os astrônomos do CfA Ryan Loomis e Brett McGuire e seus colegas usaram o Telescópio Green Bank para pesquisar HC11N na região de Taurus em seis de suas transições de comprimento de onda de rádio características, incluindo os dois em que foi relatado pela primeira vez, mas sem sucesso.
Os astrônomos argumentam que a detecção anterior foi um erro, e eles oferecem uma explicação para a ausência de outra forma curiosa das n =11 espécies. Experimentos de laboratório mostraram que quando as moléculas da cadeia de carbono ficam mais longas do que cerca de n =9, elas começam a se enrolar sobre si mesmas e preferencialmente se transformar em moléculas de anel de carbono, que são mais estáveis. Um processo semelhante pode estar ocorrendo no meio interestelar, desviar HC11N para formar espécies cíclicas. A não detecção de HC11N, portanto, sugere a importância desta via química na produção de moléculas cíclicas, embora os autores observem que mais observações e experimentos de laboratório são necessários para confirmar o modelo.