Watert uw mond? Het zou zo moeten zijn. Dat molecuul aan de linkerkant wordt ethylformiaat (C2H5OCHO) genoemd en is gedeeltelijk verantwoordelijk voor de smaken in cognac, boter, frambozen en rum.
Wat dit betreft, het is een oplosmiddel genaamd n-Propylcyanide (C3H7CN); niet zo lekker.
Ze zijn allebei zeer complexe organische stoffen, en ze zijn allebei gedetecteerd in de ruimte, volgens nieuw onderzoek - het toevoegen van overtuigend bewijs aan de zoektocht naar buitenaards leven.
Het onderzoeksteam is afkomstig van de Cornell University in Ithaca, New York en de Universiteit van Keulen en het Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), beide in Duitsland. Hun ontdekkingen vertegenwoordigen twee van de meest complexe moleculen die tot nu toe in de interstellaire ruimte zijn ontdekt.
Om de observaties te maken, gebruikte het team de Institut de RadioAstronomie Millimétrique (IRAM) 30m-telescoop bij Pico Veleta in Zuid-Spanje.
Hun computationele modellen van interstellaire chemie geven ook aan dat er nog grotere organische moleculen aanwezig kunnen zijn - inclusief de tot dusver ongrijpbare aminozuren, waarvan wordt aangenomen dat ze essentieel zijn voor het leven. Het eenvoudigste aminozuur, glycine (NH2CH2COOH), is in het verleden gezocht, maar is niet succesvol gedetecteerd. De grootte en complexiteit van dit molecuul worden echter geëvenaard door de twee nieuwe moleculen die door het team zijn ontdekt.
De resultaten worden deze week gepresenteerd tijdens de European Week of Astronomy and Space Science aan de University of Hertfordshire, in het VK.
De IRAM was gericht op het stervormingsgebied Boogschutter B2, dicht bij het centrum van ons sterrenstelsel. De twee nieuwe moleculen werden gedetecteerd in een hete, dichte gaswolk die bekend staat als de "Large Molecule Heimat", die een lichtgevende nieuw gevormde ster bevat. In deze wolk zijn in het verleden grote, organische moleculen van veel verschillende soorten gedetecteerd, waaronder alcoholen, aldehyden en zuren. De nieuwe moleculen ethylformiaat n-propylcyanide vertegenwoordigen twee verschillende molecuulklassen - esters en alkylcyaniden - en ze zijn de meest complexe in hun soort die tot nu toe in de interstellaire ruimte zijn gedetecteerd.
Atomen en moleculen zenden straling uit op zeer specifieke frequenties, die verschijnen als karakteristieke "lijnen" in het elektromagnetische spectrum van een astronomische bron. Het herkennen van de handtekening van een molecuul in dat spectrum is vergelijkbaar met het identificeren van een menselijke vingerafdruk.
"De moeilijkheid bij het zoeken naar complexe moleculen is dat de beste astronomische bronnen zoveel verschillende moleculen bevatten dat hun" vingerafdrukken "elkaar overlappen en moeilijk te ontwarren zijn", zegt Arnaud Belloche, wetenschapper bij het Max Planck Institute en eerste auteur van het onderzoekspaper .
"Grotere moleculen zijn nog moeilijker te identificeren omdat hun" vingerafdrukken "nauwelijks zichtbaar zijn: hun straling wordt verdeeld over veel meer lijnen die veel zwakker zijn", voegde Holger Mueller, onderzoeker aan de universiteit van Keulen toe. Van de 3.700 spectraallijnen die met de IRAM-telescoop werden gedetecteerd, identificeerde het team 36 lijnen die tot de twee nieuwe moleculen behoren.
De onderzoekers gebruikten vervolgens een computationeel model om de chemische processen te begrijpen waardoor deze en andere moleculen zich in de ruimte kunnen vormen. Chemische reacties kunnen plaatsvinden als gevolg van botsingen tussen gasvormige deeltjes; maar er zijn ook kleine stofdeeltjes in het interstellaire gas, en deze korrels kunnen worden gebruikt als landingsplaatsen voor atomen om elkaar te ontmoeten en te reageren, waardoor moleculen worden geproduceerd. Hierdoor vormen de korrels dikke ijslagen, voornamelijk samengesteld uit
water, maar bevat ook een aantal basische organische moleculen zoals methanol, de eenvoudigste alcohol.
"Maar", zegt Robin Garrod, een astrochemicus aan de Cornell University, "de echt grote moleculen lijken zich niet zo atoom voor atoom op te bouwen." De computationele modellen suggereren eerder dat de complexere moleculen sectie voor sectie vormen, met behulp van voorgevormde bouwstenen die worden geleverd door moleculen, zoals methanol, die al op de stofkorrels aanwezig zijn. De computationele modellen laten zien dat deze secties, of 'functionele groepen', efficiënt kunnen worden opgeteld, waardoor in een reeks korte stappen een moleculaire 'ketting' wordt opgebouwd. De twee nieuw ontdekte moleculen lijken op deze manier te worden geproduceerd.
Garrod voegt eraan toe: "Er is geen duidelijke limiet aan de grootte van moleculen die door dit proces kunnen worden gevormd - dus er is een goede reden om te verwachten dat er nog complexere organische moleculen zullen zijn, als we ze kunnen detecteren."
Het team gelooft dat dit in de nabije toekomst zal gebeuren, vooral met toekomstige instrumenten zoals de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Chili.
Bronnen: Royal Astronomical Society. Het originele papier staat in de pers in het dagboekAstronomie en astrofysica.
Europese Week van de astronomie en de ruimtevaart
Max Planck Instituut voor radioastronomie
Keulen Database voor moleculaire spectroscopie
Referentielijst van alle 150 moleculen die momenteel in de ruimte bekend zijn
Cornell universiteit
Institut fuer Radioastronomie im Millimeterbereich (IRAM)
Atacama Large Millimeter Array (ALMA)
