De oorsprong van het leven op aarde is een onderwerp dat de menselijke nieuwsgierigheid heeft gewekt sinds waarschijnlijk voordat de geschreven geschiedenis begon. Maar hoe is de organische stof waaruit levensvormen bestaan ​​zelfs op onze planeet terechtgekomen? Hoewel dit nog steeds een onderwerp van discussie is onder wetenschappers en praktijkmensen op verwante gebieden, een benadering om deze vraag te beantwoorden, is het vinden en bestuderen van complexe organische moleculen (COM's) in de ruimte.

Veel wetenschappers hebben gemeld dat ze allerlei COM's hebben gevonden in moleculaire wolken - gigantische regio's van de interstellaire ruimte die verschillende soorten gassen bevatten. Dit gebeurt meestal met behulp van radiotelescopen, die radiofrequente golven meten en registreren om een ​​frequentieprofiel van de binnenkomende straling, spectrum genaamd, te verschaffen. Moleculen in de ruimte draaien meestal in verschillende richtingen, en ze zenden of absorberen radiogolven op zeer specifieke frequenties wanneer hun rotatiesnelheid verandert. De huidige natuurkundige en scheikundige modellen stellen ons in staat om de samenstelling te benaderen van waar een radiotelescoop op gericht is, via analyse van de intensiteit van de inkomende straling bij deze frequenties.

In een recente studie gepubliceerd in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society , Dr. Mitsunori Araki van de Tokyo University of Science, samen met andere wetenschappers uit heel Japan, een moeilijke vraag aangepakt in de zoektocht naar interstellaire COM's:hoe kunnen we de aanwezigheid van COM's in de minder dichte gebieden van moleculaire wolken bevestigen? Omdat moleculen in de ruimte meestal worden geactiveerd door botsingen met waterstofmoleculen, COM's in de gebieden met lage dichtheid van moleculaire wolken zenden minder radiogolven uit, waardoor het voor ons moeilijk is om ze op te sporen. Echter, Dr. Araki en zijn team kozen voor een andere benadering op basis van een speciaal organisch molecuul genaamd acetonitril (CH ³ CN).

Acetonitril is een langwerpig molecuul dat op twee onafhankelijke manieren kan roteren:rond zijn lange as, als een tol, of alsof het een potlood is dat om je duim draait. Het laatste type rotatie heeft de neiging om spontaan te vertragen als gevolg van de emissie van radiogolven en, in de gebieden met lage dichtheid van moleculaire wolken, het wordt van nature minder energiek of 'koud'.

In tegenstelling tot, het andere type rotatie straalt geen straling uit en blijft daarom actief zonder te vertragen. Dit specifieke gedrag van het acetonitrilmolecuul was de basis waarop Dr. Araki en zijn team het wisten te detecteren. Hij legt uit:"In gebieden met lage dichtheid van moleculaire wolken, het aandeel acetonitrilmoleculen dat ronddraait als een tol zou hoger moeten zijn. Dus, hieruit kan worden afgeleid dat er een extreme toestand zou moeten bestaan ​​waarin veel van hen op deze manier zouden roteren. Ons onderzoeksteam was, echter, de eerste die het bestaan ​​ervan voorspelde, selecteer astronomische lichamen die kunnen worden waargenomen, en daadwerkelijk beginnen met verkennen."

In plaats van radiogolven uit te zenden, ze richtten zich op de absorptie van radiogolven. De koude toestand van het gebied met lage dichtheid, indien bevolkt door acetonitrilmoleculen, een voorspelbaar effect moeten hebben op de straling die afkomstig is van hemellichamen zoals sterren en er doorheen gaat. Met andere woorden, het spectrum van een stralend lichaam dat we op aarde waarnemen als zich achter een gebied met een lage dichtheid bevindt, zou worden gefilterd door acetonitrilmoleculen die op een berekenbare manier als een tol ronddraaien, voordat het onze telescoop op aarde bereikt. Daarom, Dr. Araki en zijn team moesten zorgvuldig stralingslichamen selecteren die als geschikt achtergrondlicht konden worden gebruikt om te zien of de schaduw van koude acetonitril in het gemeten spectrum verscheen. Hiertoe, ze gebruikten de 45 meter lange radiotelescoop van het Nobeyama Radio Observatorium, Japan, om dit effect te onderzoeken in een gebied met lage dichtheid rond de "Boogschutter moleculaire wolk Sgr B2(M), " een van de grootste moleculaire wolken in de buurt van het centrum van onze melkweg.

Na zorgvuldige analyse van de gemeten spectra, de wetenschappers concludeerden dat het geanalyseerde gebied rijk was aan acetonitrilmoleculen die ronddraaiden als een tol; het aandeel moleculen dat op deze manier ronddraaide, was eigenlijk het hoogste ooit gemeten. Enthousiast over de resultaten, Dr. Araki merkt op:"Door het speciale gedrag van acetonitril te beschouwen, de hoeveelheid ervan in het gebied met lage dichtheid rond Sgr B2(M) kan nauwkeurig worden bepaald. Omdat acetonitril een representatieve COM in de ruimte is, het kennen van de hoeveelheid en distributie door de ruimte kan ons helpen verder te peilen naar de algehele distributie van organisch materiaal."

uiteindelijk, deze studie geeft ons misschien niet alleen enkele aanwijzingen over waar de moleculen die ons conformeren vandaan kwamen, maar dienen ook als gegevens voor de tijd dat mensen erin slagen zich buiten het zonnestelsel te wagen.