과학자들은 약 5,550광년 떨어진 우주 얼룩인 응집된 별 탄생에 비교적 가까운 지역을 조사하던 중 지금까지 알려지지 않은 우주 입자를 발견했습니다. 이는 NGC 6334라고도 알려진 고양이발톱 성운의 일부입니다.
매사추세츠 공과대학(MIT) 대학원생인 재커리 프리드(Zachary Freed)가 이끄는 팀은 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 배열(ALMA)을 사용하여 NGC 6334I로 알려진 성운의 한 부분을 조사했습니다. 이를 통해 2-메톡시에탄올이라는 복잡한 분자의 존재가 밝혀졌는데, 이는 지구상의 실험실에서 그 특성이 시뮬레이션되었지만 이전에는 자연계에서 볼 수 없었던 것이었습니다.
2-메톡시에탄올 분자의 발견은 놀랍습니다. 그것은 13개의 원자를 포함하고 있어 많아 보이지 않을 수도 있지만, 이보다 더 많은 원자를 가진 분자는 6개만이 우주에서 발견되었습니다. 이 분자는 또한 현재까지 우주에서 발견된 가장 크고 가장 복잡한 “메톡시” 분자를 나타내며, 산소 원자에 결합된 메틸 그룹 원자를 포함하는 화학 물질을 의미합니다.
관련된: 과학자들은 두 개의 매우 오래된 은하에서 기록적인 분자 세트를 발견했습니다.
“우리 그룹은 별과 태양계가 결국 형성될 우주 지역의 분자를 이해하려고 노력하고 있습니다.”라고 Freed는 말했습니다. “이를 통해 우리는 별과 행성 형성 과정과 함께 화학이 어떻게 진화하는지 함께 이해할 수 있습니다.”
흥미롭게도 같은 팀은 IRAS 16293-2422B라는 또 다른 공간 영역에서도 2-메톡시에탄올을 검색했습니다. IRAS 16293-2422B는 우리로부터 약 359광년 떨어진 뱀주인자리 로의 별 형성 영역에 위치한 4개의 갓 태어난 원시별이 있는 곳입니다. . 이는 별 형성 지역의 화학적 구성이 더 다양하다는 것을 의미할 수 있습니다.
앨마는 고양이 발톱에서 무엇을 찾아야 할지 알았습니다.
Fried와 그의 동료들은 근거 없이 NGC 6334I와 IRAS 16293-2422B를 조사했습니다. 그들은 칠레 북부 아타카마 사막에 위치한 66개의 전파 망원경 배열인 ALMA를 사용하여 어떤 분자를 찾을 것인지 이미 좋은 아이디어를 갖고 있었습니다. 본질적으로 그들은 기계 학습 모델로부터 2-메톡시에탄올을 찾도록 제안하는 조언을 받았습니다.
그런 다음 연구팀은 지구상에서 2-메톡시에탄올의 회전 스펙트럼을 측정하고 분석했는데, Fried는 이를 “우주에서 굴러다니면서 방출하는 빛의 독특한 패턴”이라고 설명했습니다.
MIT 연구원은 “이러한 패턴은 분자의 지문이나 바코드입니다.”라고 덧붙였습니다. “우주에서 새로운 분자를 발견하려면 먼저 찾고 싶은 분자에 대한 아이디어를 갖고, 여기 지구상의 실험실에서 그 스펙트럼을 기록한 다음, 마지막으로 망원경을 사용하여 우주에서 해당 스펙트럼을 검색할 수 있습니다.
“바코드가 일치해요!”
아마추어 천문학자들이 본 고양이 발톱 성운. (이미지 출처: ESO/R. Gendler & R.M. Hannahoe)
“궁극적으로 우리는 NGC 6334I에 대해 관찰된 분자 신호와 정렬된 25개의 2-메톡시에탄올 스핀 라인을 관찰했으며, 이는 이 소스에서 2-메톡시에탄올을 안전하게 검출할 수 있게 했습니다.”라고 Freed는 말했습니다.
이 성공적인 발견을 통해 팀은 NGC 6334I와 함께 분자의 존재비와 분자의 여기 온도를 포함하여 분자의 물리적 매개변수를 추출할 수 있었습니다.
Farid는 “이를 통해 알려진 항성 전구체로부터 가능한 화학 형성 경로를 조사할 수 있게 되었습니다.”라고 덧붙였습니다.
이와 같은 발견을 통해 과학자들은 별 형성 과정과 행성이 별 주위에 모여들기 시작할 때 점점 더 복잡한 분자가 나타나는 방식을 더 잘 이해할 수 있습니다.
Farid는 “거대분자에 대한 지속적인 관찰과 그 존재비에 대한 후속 유도를 통해 거대분자가 얼마나 효율적으로 형성되고 어떤 특정 반응에 의해 생성될 수 있는지에 대한 지식을 발전시킬 수 있습니다.”라고 결론지었습니다. “또한 우리는 NGC 6334I에서는 이 분자를 감지했지만 IRAS 16293-2422B에서는 감지하지 못했기 때문에 이 두 소스의 서로 다른 물리적 조건이 발생할 수 있는 화학에 어떤 영향을 미치는지 살펴볼 수 있는 독특한 기회를 갖게 되었습니다.”
팀의 연구는 4월 12일 저널에 게재되었습니다. 천체 물리학 저널 편지.
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