Полностью дейтерированный метанол CD3OD впервые обнаружен у протозвезды IRAS4A2 на телескопе ALMA

Группа под руководством Арно Белоша из Института радиоастрономии Общества Макса Планка впервые обнаружила в космосе полностью дейтерированный метанол (CD3OD), сообщает mpe.mpg.de. В этой молекуле каждый атом водорода заменён дейтерием. Её нашли возле протозвезды IRAS4A2 в молекулярном облаке Персея, примерно в 1000 световых лет от Земли. mpe.mpg.dempe.mpg.dempe.mpg.deОткрыть источник ↗ Исследование опубликовано в Astronomy & Astrophysics. Это также первое обнаружение четырёхкратно дейтерированной межзвёздной молекулы.

Наблюдения на ALMA

Данные получены в рамках программы ALMA COMPASS (Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys), в которой исследователи наблюдали одиннадцать молодых звёздных систем. ALMA — решётка радиотелескопов в пустыне Атакама в Чили. В IRAS4A2 команда выделила однозначный спектральный признак CD3OD.

Метанол (CH3OH), простейший органический спирт, служит ключевым строительным блоком более сложных молекул. Эксперименты указывают, что такие молекулы образуются на поверхности ледяных пылинок задолго до зажигания звезды. Когда протозвезда начинает светиться и нагревает окружение, соединения переходят в газ, и их сигналы можно наблюдать телескопами.

Дейтерированные молекулы образуются только при крайне низких температурах, характерных для ранних стадий звездообразования. Полный перечень вариантов метанола, от обычного CH3OH через одно- и многократно дейтерированные формы до полностью дейтерированной, помогает определить, какие химические пути преобладают. До сих пор в наблюдениях здесь был пробел. mpe.mpg.dempe.mpg.dempe.mpg.deОткрыть источник ↗

Содержание выше предсказаний моделей

Исследователи также определили содержание разных вариантов метанола. Полностью дейтерированной формы примерно в 100 раз больше, чем предсказывает теория, и ни одна из доступных химических моделей пока этого не объясняет. По словам Белоша, во всех моделях, по-видимому, отсутствует ключевой процесс образования многократно дейтерированного метанола.

В данных по IRAS4A2 есть и неотождествлённые спектральные линии. С учётом обнаружения CD3OD астрономы ожидают, что часть из них может принадлежать многократно дейтерированным формам CH2DOD и CHD2OD. Лабораторные данные, необходимые для подтверждения, готовятся в Центре астрохимических исследований при MPE, где действует систематическая программа по спектроскопии дейтерированных сложных органических молекул.

Соавтор Сильвия Спеццано, руководитель исследовательской группы в Институте внеземной физики Общества Макса Планка, пояснила, что дейтерирование позволяет прослеживать химическую эволюцию молекул при формировании звёзд и планет, а также то, как молекулярная сложность передаётся от межзвёздных облаков планетным системам. Вместе с этой работой опубликованы ещё шесть исследований COMPASS. mpe.mpg.dempe.mpg.dempe.mpg.deОткрыть источник ↗