天文学家首次在星际空间中检测到酒精

可能我们所有人都对化学分子异丙醇有过直接的经验，因为它有许多实际应用，包括防腐剂、溶剂和清洁剂。

然而，这种材料不仅存在于地球上，还存在于地球上。 在波恩马克斯普朗克射电天文研究所的 Arnaud Belloche 指导下工作的科学家们最近首次在星际空间中发现了这种分子。

它是在靠近银河系中心的巨大恒星币形成区人马座B2发现的，被称为恒星币的“运送室”。 智利阿塔卡马沙漠中的 ALMA 望远镜被用来尽可能多地了解分子云的化学组成。

50 多年来，科学家们一直在寻找太空中的分子。 据研究人员称，到目前为止，在星际Medium中已经发现了 276 个分子。

许多研究组织已向科隆分子光谱数据库 (CDMS) 提供光谱数据，该数据库用于识别这些物质，并且经常成功地做到这一点。

目前研究的目的是了解星际Medium中有机分子的形成，特别是在新恒星币形成的区域，以及这些分子的潜在复杂性。

主要目标是找到太阳系中物体（如彗星）的化学成分之间的联系，就像几年前罗塞塔任务对丘留莫夫-格拉西缅科彗星所做的那样。

人马座 B2 (Sgr B2) 是我们银河系中一个突出的恒星币形成区域，靠近著名的来源人马座 A*，这是银河系中心的超大质量黑洞，之前已经发现了几个分子。

根据探测报告的首席研究员兼德国波恩马克斯普朗克射电天文研究所 (MPIfR) 主任 Arnaud Belloche 的说法，“我们小组在 15 多年前就开始使用 IRAM 研究 Sgr B2 的化学成分。 30米望远镜。 这些观测是成功的，尤其是导致了对几种有机分子的首次星际探测，以及许多其他结果。”

自从十年前成立阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列 (ALMA) 以来，比以前使用单碟望远镜更精确地观察人马座 B2 成为可能。

这使得对人马座 B2 的化学成分的长期研究成为可能，这得益于 ALMA 的高角分辨率和灵敏度。

自 2014 年以来，ALMA 观测结果发现了三种新化学物质（异丙氰、N-甲基甲酰胺和尿素）。 ALMA 的最新发现是丙醇 (C3H7OH)。

自在太空中被发现以来，丙醇已成为Cosmos中最丰富的酒精。 该分子有两种不同的形式或“异构体”，具体取决于羟基 (OH) 官能团连接到哪个碳Atom：1) 正丙醇，其中 OH 基团连接到链中的最后一个碳Atom， 2)异丙醇，其中OH基连接在链的中间碳Atom上。

在地球上，异丙醇也是众所周知的洗手液的主要成分。 在 ALMA 数据中心化，显示 Sgr B2 中的丙醇存在于两种异构体中。 在星际Medium中发现异丙醇和在恒星币形成区发现常规丙醇都是第一次。

在发现 ALMA 之前，一个西班牙研究小组使用单碟射电望远镜首次在 Sgr B2 附近的分子云中对正丙醇进行了星际探测。 但 ALMA 是唯一能在人马座 B2 附近找到异丙醇的仪器。

“检测丙醇的两种异构体对于确定每种异构体的形成机制具有独特的作用。 因为它们非常相似，所以它们在物理上的行为方式非常相似，这意味着这两个分子应该同时出现在同一个地方，”美国夏洛茨维尔弗吉尼亚大学的 Rob Garrod 补充道。

“唯一悬而未决的问题是存在的确切数量——这使得它们的星际比率比其他分子对的情况要精确得多。 这也意味着可以更仔细地调整化学网络，以确定它们形成的机制。”

由于其高灵敏度、高角分辨率和宽频率覆盖范围，需要 ALMA 望远镜网络在人马座 B2 附近找到丙醇的两种异构体。 光谱混乱使得很难在恒星币形成区域的光谱中找到有机分子。

每个分子都会以特定频率发射辐射，这些频率被称为“光谱指纹”，可以在实验室中进行测量。

“分子越大，它产生的不同频率的谱线就越多。

在像 Sgr B2 这样的辐射源中，”科隆大学的 Holger Müller 说，“有太多分子对观测到的辐射有贡献，以至于它们的光谱重叠，很难解开它们的指纹并单独识别它们。”

由于 ALMA 具有很高的角分辨率，因此可以找到发射非常窄谱线的 Sgr B2 部分——比 IRAM 30 米射电望远镜在更大尺度上发现的谱线窄五倍。 区分人马座 B2 中丙醇的两种异构体的能力很大程度上是由于这些线的狭窄，这减少了光谱混乱。

ALMA 的敏感性也很重要。 如果情况稍微差一点，在获得的数据中检测丙醇是不可行的。

这项研究是一项持续的努力，旨在调查人马座 B2 中新恒星币形成区域的化学组成，以便更好地了解恒星币形成所涉及的化学过程。 确定恒星币形成区域的化学成分，以便发现新的星际化学物质。

根据同样来自科隆大学的 Oliver Zingsheim 的说法，“丙醇长期以来一直在我们要寻找的分子列表中，但只有由于我们实验室最近完成了表征其旋转光谱的工作，我们才能在一种稳健的方式。”

研究人员可以探测化学反应网络的特定成分，这些成分会导致在星际Medium中产生密切相关的分子，例如正丙醇和异丙醇，或者像过去所做的那样，正丙氰和异丙氰，通过检测和测量这些分子的丰度比。

“人马座 B2 的 ALMA 光谱中仍有许多未识别的光谱线，这意味着要破译其化学成分还有很多工作要做，”MPIfR 主任兼毫米和亚毫米天文学研究部门负责人 Karl Menten 补充道.

“在不久的将来，将 ALMA 仪器扩展到更低的频率可能会帮助我们，”主任说，“进一步减少光谱混乱，并可能在这个壮观的来源中识别其他有机分子。”

图片来源：维基百科

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