Astronomët zbulojnë se si formohen molekulat organike komplekse në hapësirën e thellë

Hulumtimi i ri tregon se si një molekulë e thjeshtë e quajtur orto-benzen ndihmon në formimin e molekulave organike më komplekse thellë brenda një reje gazi të ftohtë. Ekipi thotë se luan një rol të vogël, por kritik në krijimin e blloqeve ndërtuese të pasura kimikisht që do të formojnë shekuj më vonë yje dhe planetë të rinj.

Në vitet e fundit, astronomët kanë zbuluar një grumbull molekulash organike komplekse në vazhdimësi të shpejtë brenda resë së dendur molekulare Demi-1 (TMC-1), e cila është një çerdhe yjore në yjësinë Demi që ndodhet rreth 440 vite dritë nga Toka.

Formimi i molekulave të mëdha kërkon nxehtësi, e cila është në mungesë në TMC-1. Temperaturat e reve bien deri në minus 440 gradë Fahrenheit (minus 263 gradë Celsius), kështu që astronomët kanë luftuar për të shpjeguar se si molekulat komplekse me emra të gjatë si 1-etinil ciklopentadieni erdhën në renë e gazit në një bollëk të habitshëm.

“Studiuesit vazhduan të zbulonin këto molekula në TMC-1, por origjina e tyre ishte e paqartë,” tha në një deklaratë autori kryesor i studimit Jordy Bouwman, një kozmokimist dhe profesor në Universitetin e Kolorados Boulder.

Tani, hulumtimi nga ekipi i Bouwman zbuloi se orto-benzeni, i cili u zbulua brenda TMC-1 vetëm në gusht 2021, drejton reaksione kimike komplekse dhe është të paktën pjesërisht përgjegjës për praninë e molekulave të mëdha brenda resë së gazit.

Ndryshe nga shumica e elementeve, studiuesit thonë se orto-benzeni është një nga “ekstrovertët e botës së kimisë”, sepse nuk kërkon shumë nxehtësi për reaksionet kimike, kështu që lidhet lehtësisht me molekula të tjera. Në këtë mënyrë, ai shërben një rol kritik në përmirësimin e kompleksitetit kimik të çerdheve yjore të ftohta si TMC-1.

“Ne jemi vetëm në fillim të të kuptuarit të vërtetë se si kalojmë nga këto blloqe të vogla ndërtimi në molekula më të mëdha,” tha Bouwman në të njëjtën deklaratë. “Unë mendoj se do të zbulojmë se kjo kimi është shumë më komplekse nga sa mendonim, madje edhe në fazat më të hershme të formimit të yjeve.”

Ekipi bëri vëzhgimet e reja duke përdorur një teknikë (gjithashtu me një emër të gjatë) të quajtur spektroskopia e rastësisë së fotoelektronit. Në thelb, procesi i lejoi studiuesit të mësonin rezultatet e reaksioneve të ndryshme kimike, dhe ata zbuluan se radikalet orto-benzen dhe metil – një tjetër shikim i shpeshtë në retë molekulare – mund të kombinohen lehtësisht për të formuar komponime organike më të mëdha dhe më komplekse.

Aktualisht, ekzistojnë dy teori kryesore se si hidrokarburet e bollshme dhe komponimet e tjera të rrethuara u materializuan në retë e gazit. Dikush supozon se molekulat që përmbajnë karbon të quajtura hidrokarbure aromatike policiklike (PAH) – të cilat mendohet se janë pararendës të rëndësishëm të molekulave më komplekse – u trashëguan dhe u ndanë nga fazat e mëparshme të evolucionit të reve. Teoria e dytë sugjeron që molekulat e mëdha ndërtohen in-situ nga elementë më të vegjël dhe më të thjeshtë. Gjetjet e fundit shtojnë prova për idenë e fundit, thonë studiuesit.

Ekipi i Bouwman përdori një model astrokimik për të parë se si reaksionet e orto-benzenit formojnë molekula më të mëdha (si ato me emra të gjatë) në hapësirën e thellë. Ata simuluan reagimet që ndodhin në TMC-1 duke futur në prizë sasitë e elementëve të ndryshëm të mbledhur nga vëzhgimet e fundit që synonin renë e gazit.

Sipas studimit, këto simulime me orto-benzenin si kandidatin kryesor ishin një “riprodhim i shkëlqyeshëm” i komponimeve komplekse si 1-etinil ciklopentadieni, dhe në përqendrime të ngjashme të vërejtura nga astronomët në TMC-1 duke përdorur teleskopë.

“Gjetjet tona thjesht mund të ndryshojnë pikëpamjen se çfarë përbërësish kemi në radhë të parë për të formuar yje të rinj dhe planetë të rinj,” tha Bouwman.