Kredit gambar: NRAO
Sebuah tim ilmuwan menggunakan Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) dari National Science Foundation telah menemukan dua molekul baru di awan antarbintang dekat pusat Galaksi Bima Sakti. Penemuan ini adalah deteksi pertama GBT terhadap molekul-molekul baru, dan telah membantu para astronom lebih memahami proses kompleks yang membentuk molekul besar di ruang angkasa.
Propenal molekul 8 atom dan propanal molekul 10 atom terdeteksi dalam awan besar gas dan debu sekitar 26.000 tahun cahaya di daerah yang dikenal sebagai Sagittarius B2. Awan-awan seperti itu, sering sepanjang tahun cahaya, adalah bahan mentah dari mana bintang-bintang baru terbentuk.
"Meskipun sangat dijernihkan oleh standar Bumi, awan antarbintang ini adalah situs reaksi kimia kompleks yang terjadi selama ratusan ribu atau jutaan tahun," kata Jan M. Hollis dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Md. " Seiring waktu, semakin banyak molekul kompleks dapat terbentuk di awan ini. Namun, saat ini, tidak ada teori yang diterima yang membahas bagaimana molekul antarbintang yang mengandung lebih dari 5 atom terbentuk. "
Sejauh ini, sekitar 130 molekul berbeda telah ditemukan di awan antarbintang. Sebagian besar molekul ini mengandung sejumlah kecil atom, dan hanya beberapa molekul dengan delapan atom atau lebih telah ditemukan di awan antarbintang. Setiap kali molekul baru ditemukan, ia membantu membatasi kimiawi formasi dan sifat butiran debu antarbintang, yang diyakini sebagai situs pembentukan molekul antarbintang paling kompleks.
Hollis berkolaborasi dengan Anthony Remijan, juga dari NASA Goddard; Frank J. Lovas dari Institut Nasional Standar dan Teknologi di Gaithersburg, Md .; Harald Mollendal dari Universitas Oslo, Norwegia; dan Philip R. Jewell dari Observatorium Astronomi Radio Nasional (NRAO) di Green Bank, W.Va. Hasilnya diterima untuk dipublikasikan dalam Astrophysical Journal Letters.
Dalam percobaan GBT, tiga molekul aldehida diamati dan tampaknya terkait dengan reaksi penambahan hidrogen sederhana, yang mungkin terjadi pada permukaan butir antarbintang. Suatu aldehida adalah molekul yang mengandung gugus aldehida (CHO): atom karbon yang secara tunggal berikatan dengan atom hidrogen dan berikatan ganda dengan atom oksigen; ikatan yang tersisa pada ikatan atom karbon yang sama dengan sisa molekul.
Dimulai dengan propinal yang dilaporkan sebelumnya (HC2CHO), propenal (CH2CHCHO) dibentuk dengan menambahkan dua atom hidrogen. Dengan proses yang sama propanal (CH3CH2CHO) terbentuk dari propenal.
Setelah molekul-molekul ini terbentuk pada butiran debu antarbintang, mereka dapat dikeluarkan sebagai gas difus. Jika cukup banyak molekul terakumulasi dalam gas, mereka dapat dideteksi dengan teleskop radio. Saat molekul memutar ujung-ke-ujung, mereka berubah dari satu keadaan energi rotasi ke yang lain, memancarkan gelombang radio pada frekuensi yang tepat. "Keluarga" frekuensi radio yang dipancarkan oleh molekul tertentu membentuk "sidik jari" unik yang dapat digunakan para ilmuwan untuk mengidentifikasi molekul itu. Para ilmuwan mengidentifikasi dua aldehida baru dengan mendeteksi sejumlah frekuensi emisi radio dalam apa yang disebut wilayah K-band (18 hingga 26 GHz) dari spektrum elektromagnetik.
"Molekul antarbintang diidentifikasi dengan menggunakan frekuensi yang unik untuk spektrum rotasi masing-masing molekul," kata Lovas. “Ini diukur secara langsung di laboratorium atau dihitung dari data yang diukur. Dalam hal ini kami menggunakan frekuensi spektral yang dihitung berdasarkan analisis data literatur. ”
Molekul kompleks di ruang angkasa menarik karena berbagai alasan, termasuk kemungkinan hubungan mereka dengan pembentukan molekul yang secara biologis penting di Bumi purba. Molekul kompleks mungkin terbentuk di Bumi purba, atau mereka mungkin pertama kali terbentuk di awan antarbintang dan diangkut ke permukaan bumi.
Molekul dengan gugus aldehida sangat menarik karena beberapa molekul yang secara biologis penting, termasuk keluarga molekul gula, adalah aldehida.
"GBT dapat digunakan untuk sepenuhnya mengeksplorasi kemungkinan bahwa sejumlah besar kimia prebiotik dapat terjadi di ruang jauh sebelum terjadi pada planet yang baru terbentuk," kata Remijan. “Komet terbentuk dari awan antarbintang dan terus-menerus membombardir planet yang baru terbentuk di awal sejarahnya. Kawah di Bulan membuktikan hal ini. Dengan demikian, komet mungkin merupakan kendaraan pengiriman molekul organik yang diperlukan agar kehidupan dapat dimulai di planet baru. ”
Eksperimen laboratorium juga menunjukkan bahwa reaksi adisi atom - mirip dengan yang diasumsikan terjadi di awan antarbintang - berperan dalam mensintesis molekul kompleks dengan menundukkan es yang mengandung molekul sederhana seperti air, karbon dioksida, dan metanol untuk dosis radiasi pengion. Dengan demikian, percobaan laboratorium sekarang dapat dirancang dengan berbagai komponen es untuk mencoba produksi aldehida yang diamati dengan GBT.
“Deteksi dua aldehida baru, yang dihubungkan oleh jalur kimia umum yang disebut penambahan hidrogen, menunjukkan bahwa evolusi pada spesies yang lebih kompleks terjadi secara rutin di awan antarbintang dan bahwa mekanisme yang relatif sederhana dapat membangun molekul besar dari yang lebih kecil. GBT sekarang menjadi instrumen kunci dalam mengeksplorasi evolusi kimia di ruang angkasa, ”kata Hollis.
GBT adalah teleskop radio sepenuhnya steerable terbesar di dunia; dioperasikan oleh NRAO.
“Diameter besar dan presisi tinggi GBT memungkinkan kami mempelajari awan antarbintang kecil yang dapat menyerap radiasi dari sumber latar belakang yang cerah. Sensitivitas dan fleksibilitas teleskop memberi kami alat baru yang penting untuk mempelajari molekul antarbintang yang kompleks, ”kata Jewell.
Observatorium Astronomi Radio Nasional adalah fasilitas dari National Science Foundation, yang dioperasikan di bawah perjanjian kerja sama oleh Associated Universities, Inc.
Sumber Asli: Siaran Berita NRAO
