Pesquisadores detectam uma nova molécula no espaço

Os cientistas detectaram 2-Metoxietanol no espaço pela primeira vez usando observações de radiotelescópio da região de formação estelar NGC 6334I. Crédito:Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Uma nova pesquisa do grupo do professor Brett McGuire do MIT revelou a presença de uma molécula até então desconhecida no espaço. O artigo de acesso aberto da equipe, "Espectro Rotacional e Primeira Detecção Interestelar de 2-Metoxietanol Usando Observações ALMA de NGC 6334I", foi publicado na edição de 12 de abril do The Astrophysical Journal Letters .

Zachary T.P. Fried, um estudante de pós-graduação do grupo McGuire e autor principal da publicação, trabalhou para montar um quebra-cabeça composto por peças coletadas em todo o mundo, estendendo-se além do MIT até França, Flórida, Virgínia e Copenhague, para alcançar esta descoberta emocionante.

“Nosso grupo tenta entender quais moléculas estão presentes em regiões do espaço onde as estrelas e os sistemas solares eventualmente tomarão forma”, explica Fried. "Isto permite-nos compreender como a química evolui juntamente com o processo de formação de estrelas e planetas. Fazemos isto observando os espectros rotacionais das moléculas, os padrões únicos de luz que emitem à medida que se movem de ponta a ponta no espaço.

"Esses padrões são impressões digitais (códigos de barras) de moléculas. Para detectar novas moléculas no espaço, primeiro devemos ter uma ideia de qual molécula queremos procurar, depois podemos registrar seu espectro no laboratório aqui na Terra e, finalmente, podemos procure esse espectro no espaço usando telescópios."

Procurando moléculas no espaço

O Grupo McGuire começou recentemente a utilizar o aprendizado de máquina para sugerir boas moléculas-alvo a serem pesquisadas. Em 2023, um desses modelos de aprendizado de máquina sugeriu que os pesquisadores visassem uma molécula conhecida como 2-metoxietanol.

"Existem várias moléculas 'metoxi' no espaço, como éter dimetílico, metoximetanol, éter etilmetílico e formato de metila, mas o 2-metoxietanol seria o maior e mais complexo já visto", diz Fried.

Para detectar esta molécula usando observações de radiotelescópio, o grupo primeiro precisou medir e analisar seu espectro rotacional na Terra. Os pesquisadores combinaram experimentos da Universidade de Lille (Lille, França), do New College of Florida (Sarasota, Flórida) e do laboratório McGuire do MIT para medir esse espectro em uma região de banda larga de frequências que vão desde micro-ondas até submilimétrico. regimes de ondas (aproximadamente 8 a 500 gigahertz).

Os dados obtidos a partir destas medições permitiram uma busca pela molécula usando observações do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) em direção a duas regiões distintas de formação de estrelas:NGC 6334I e IRAS 16293-2422B. Membros do grupo McGuire analisaram estas observações do telescópio juntamente com investigadores do Observatório Nacional de Radioastronomia (Charlottesville, Virgínia) e da Universidade de Copenhaga, na Dinamarca.

“No final das contas, observamos 25 linhas rotacionais de 2-metoxietanol que se alinharam com o sinal molecular observado em direção a NGC 6334I (o código de barras correspondeu), resultando assim em uma detecção segura de 2-metoxietanol nesta fonte”, diz Fried. "Isto permitiu-nos então derivar parâmetros físicos da molécula em direção a NGC 6334I, tais como a sua abundância e temperatura de excitação. Também permitiu uma investigação das possíveis vias de formação química a partir de precursores interestelares conhecidos."

Ansiosa

Descobertas moleculares como esta ajudam os investigadores a compreender melhor o desenvolvimento da complexidade molecular no espaço durante o processo de formação estelar. O 2-metoxietanol, que contém 13 átomos, é bastante grande para os padrões interestelares – em 2021, apenas seis espécies maiores que 13 átomos foram detectadas fora do sistema solar, muitas delas pelo grupo de McGuire, e todas elas existindo como estruturas aneladas.

"Observações contínuas de moléculas grandes e subsequentes derivações de suas abundâncias nos permitem avançar nosso conhecimento sobre a eficiência com que moléculas grandes podem se formar e por quais reações específicas elas podem ser produzidas", diz Fried.

"Além disso, uma vez que detectámos esta molécula em NGC 6334I, mas não em IRAS 16293-2422B, tivemos uma oportunidade única de analisar como as diferentes condições físicas destas duas fontes podem estar a afectar a química que pode ocorrer."

Mais informações: Zachary T. P. Fried et al, Espectro Rotacional e Primeira Detecção Interestelar de 2-metoxietanol Usando Observações ALMA de NGC 6334I, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad37ff
Informações do diário: Cartas de Diários Astrofísicos

Fornecido pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Esta história foi republicada como cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisa, inovação e ensino do MIT.

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