Теперь, исследователи от Lawrence Berkeley National Lab американского Министерства энергетики (Berkeley Lab) и Гавайский университет в Маноа показали впервые, что космические горячие точки, такие как те близкие звезды, могли быть превосходной окружающей средой для создания этих содержащих азот молекулярных колец.В новой статье в Астрофизическом Журнале команда описывает эксперимент, в котором они воссоздают условия вокруг богатых углеродом, умирающих звезд, чтобы найти пути формирования важных молекул.«Это – первый раз, когда любой посмотрел на горячую реакцию как это», говорит Музэхид Ахмед, ученый в Химическом Научном Подразделении в Berkeley Lab. Для атомов углерода не легко сформировать кольца, которые содержат азот, говорит он.
Но эта новая работа демонстрирует возможность горячей реакции газовой фазы, что Ахмед называет «космическим барбекю».В течение многих десятилетий астрономы указывали свои телескопы в космос, чтобы искать подписи этих содержащих азот двойных углеродных колец, названных quinoline, объясняет Ахмед. Они сосредоточились главным образом на пространстве между звездами, названными межзвездной средой. В то время как звездную окружающую среду считали вероятным кандидатом на формирование углеродных кольцевых структур, никто не провел много времени, ища там содержащие азот углеродные кольца.
Воссоздать условия около звезды, Ахмеда и его давнего сотрудника, Ральфа Кэйсера, преподавателя химии в Гавайском университете, Маноа и их коллеги, среди которых Дориан Паркер в Гавайи, и Олег Костко и Тайлер Трой из Berkeley Lab, превращенной к Advanced Light Source (ALS), пользовательское средство Министерства энергетики, расположенное в Berkeley Lab.В АЛЬСЕ исследователи использовали устройство, названное горячим носиком, ранее используемым, чтобы успешно подтвердить формирование сажи во время сгорания.
В данном исследовании горячий носик используется, чтобы моделировать давления и температуры в звездной среде богатых углеродом звезд. В горячий носик исследователи ввели газ, сделанный из содержащей азот единственной кольцевидной углеродной молекулы и двух коротких водородных углеродом молекул, названных ацетиленом.Затем используя радиацию синхротрона из АЛЬСА, команда исследовала горячий газ, чтобы видеть, какие молекулы сформировались.
Они нашли, что 700-Kelvin носик преобразовал начальный газ в одну сделанную из содержащих азот кольцевых молекул, названных хинолоном и isoquinoline, полагал, что следующие подходят с точки зрения сложности.«Есть энергетический барьер для этой реакции произойти, и Вы можете превысить тот барьер около звезды или в нашей экспериментальной установке», говорит Ахмед. «Это предполагает, что мы можем начать искать эти молекулы вокруг звезд теперь».Эти эксперименты представляют убедительные свидетельства, что ключевые молекулы хинолона и isoquinoline могут быть синтезированы в этой горячей окружающей среде и затем изгнаны со звездным ветром к межзвездной среде – пространство между звездами, говорит Кайзер.«Когда-то изгнанный в космосе, в холодных молекулярных облаках, эти молекулы могут тогда уплотнить на холодных межзвездных наночастицах, где они могут быть обработаны и functionalized».
Кайзер добавляет. «Эти процессы могли бы привести к более сложным, биосоответствующим молекулам, таким как nucleobases первостепенной важности для формирования ДНК и РНК».