Objevování exotických molekul astrochemického zájmu

Podle

Spoluautoři Drs. Arunlibertsen Lawzer a dr. Výzkum Thomase Custera ukazuje molekuly astrochemického zájmu v planetáriu ve vědeckém centru Copernicus. Zdroj: IPC PAS, Grzegorz Krzyzewski. Uznání: © Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Science

Při pohledu na noční oblohu mohou své myšlenky přitahovat astrochemie. Jaké molekuly žijí v mnoha prostorech mezi hvězdami? Můžeme vidět stejné molekuly kolem nás tady na Zemi? Nebo by některé z nich mohly být ještě bizarnější, něco, co je zřídka pozorováno nebo dokonce neznámo?

Nedávný výzkum nadnárodního týmu pod vedením Prof. Robert Kolos z Ústavu fyzikální chemie Polské akademie věd odhalil neobvyklou molekulu, která byla získána a poprvé detekována v laboratorních podmínkách, a rovněž položila hladkou cestu k provedení dalšího studia. další. Nyní, když je lze najít a studovat, se mohou ukázat jako hodné širšího astrochemického zájmu. Pojďme se blíže podívat na tento vědecký vývoj.

Mezihvězdné mraky – tam, kde příběh začíná …

Médium absorbované do prostoru mezi hvězdami je převážně naplněno vodíkem, heliem a kosmickým prachem. Průměrná vzdálenost mezi atomy nebo molekulami v těchto mezihvězdných mračnech je však tak velká, že může trvat několik dní, než se srazí. Ve vesmíru jsou plynutí času a účinek radiace důležitými faktory pro vývoj pokročilejších chemických sloučenin.

Vzhledem k tomu, že fyzikální podmínky nalezené v mezihvězdných mracích jsou velmi odlišné od podmínek na naší planetě, vyžaduje detekce některých chemických sloučenin v nich nalezených více studia na Zemi. Vědci proto vytvářejí molekuly, které jsou v podmínkách Země obvykle nestabilní, a následně provádějí výzkum jejich vlastností. Nejprve je objevili na Zemi, abychom je mohli snadno najít ve vesmíru. Zní to zábavně, ale jak to vypadá v praxi?

Zvěřinec s fosforem

Jupiter a Saturn jsou v centru naší vlastní sluneční soustavy, zejména po dvě desetiletí, díky detekci fosfinu (PH3), analogu amoniaku, v jejich atmosférách. Do roku 2020 se všechny oči obrátily k tomu Venuše v návaznosti na tvrzení, že PH3 byl také nalezen v jeho stavu. Vzhled fosfinu v astronomickém objektu je důležitý z důvodu jeho velkého významu pro živé organismy. Molekuly obsahující fosfor jsou nezbytné pro enzymatické procesy odpovědné za tvorbu strukturních vlastností našich lebek, nukleových kyselin, jako jsou DNA a RNAa dokonce přenášet energii do všech živých buněk. I když je to 6. nejhojnější prvek biomasy na Zemi a 12. nejhojnější na planetě celkově, v mezihvězdném prostředí je miliardkrát méně hojný. Kvůli jejich nedostatku identifikace molekul obsahujících P v mezihvězdných mracích stále fascinuje vědce.

Málo toho víme o chování a přítomnosti Ps s molekulami v akutním mezihvězdném stavu. Bylo nalezeno pouze několik z nich omezených na PN, CP, PO, HCP, CCP, PH3 a NCCP. Pouze v tomto PO a PN se nacházejí v molekulách mraku. Je možné, že krátká hmotnost reaktantů obsahujících fosfor v takových médiích vede k tvorbě mnohem větších molekul, které jsou vzácné a je obtížné je najít. Musíme také identifikovat více a více různých chemikálií s P, aby bylo možné naše hledání rozšířit tak, aby zahrnovalo širší škálu vhodných cílových možností. Hledání nových molekul je náročné, protože je známo a slibné, že některé druhy s P nejsou za normálních laboratorních podmínek stabilní.

Výzkumní pracovníci IPC PAS: Drs. Arun-Libertsen Lawzer, Dr. Thomas Custer a Prop. Robert Kolos ve spolupráci s profesorem Jean-Claudem Guilleminem na Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (Francie) nedávno prokázali, že kryogenní syntéza molekuly HCCP pomocí UV záření otevírá nové možnosti pro spektroskopický výzkum této neobvyklé chemické sloučeniny . Byl detekován pomocí infračervené a UV-vis spektroskopie. Tento popis by měl být užitečný pro možnou budoucí mimozemskou detekci.

“Používáme ultrafialové záření k dehydrogenaci fosforu organickými molekulami k výrobě různých druhů fosforu.” Byli jsme schopni vyrobit tři HCCP, které jsou molekulou astrochemického významu. Trik k jeho identifikaci spočívá v použití zmrzlého inertního plynu v blízkosti, “řekl Dr. Lawzer.

Experimenty prováděné v rámci projektu a související teoretické studie ukázaly, že molekula má lineární tvar a jedinečnou chemickou vazbu. Kolos poznamenal: “Možná jste ve školních dobách cítili, že fosfor je 3 nebo 5mocný z jeho chemických sloučenin. No, tady je monovalentní a má uhlíkové vazby. Je to úžasné.”

Vědci také potvrdili přítomnost CH2 = C = PH (fosfaalen), molekuly, která dosud nebyla pozorována. Vzniká na trase vedoucí z CH3CP (úvodní zvířecí druh) do HCCP.

Experimenty podporované kvantově chemickým výpočtem, které nedávno uvedla Angewandte Chemie, prokázaly to, co bylo kdysi jen teoretickou prací. “Pokud se zeptáte běžného chemika, některé z nejslavnějších odrůd astrochemického zvěřince mohou být zesměšňovány spíše než pouhé molekulární fragmenty než skutečné molekuly,” připouští Prof. Kolosanům.

Laboratorní charakterizace exotických sloučenin, jako jsou HCCP a CH2 = C = PH, představuje důležitý krok k jejich mimozemskému objevu. A takové objevy dále rozšíří naše znalosti astrochemie fosforu. To by mělo inspirovat i mnoho vědců k pohledu na hvězdy vysoko…

Odkaz: „Efektivní fotochemická cesta k triplet ethinylfosfinidenu, HCCP“ Dr. Arun-Libertsen Lawzer, Dr. Thomas Custer, Prof. Dr. Jean-Claude Guillemin a Prof. Dr. Robert Kolos, 15. prosince 2020, použít chemii.
DOI: 10,1002 / anie.202016052

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Houby mohou léčit bakterie a obohatit půdu o živiny

Aeroskulární mykorhizní houby se rozprostírají přes dlouhé vláknité struktury zvané krásně až k zemi. Krásy, menší než lidské vlasy, lze vidět mezi kořeny...

Světlo zapíná barvy a vzory objektů

Nový systém využívá ultrafialové světlo, které se promítá na objekty natřené barvou aktivující světlo, ke změně reflexních vlastností barvy a vytváření obrazů během několika...

Ne! Je pravděpodobnější, že žádosti o půjčku zpracované kolem poledne budou zamítnuty

Úředníci bankovních půjček pravděpodobněji budou schvalovat žádosti o půjčky dříve a později během dne, zatímco „únava z rozhodování“ kolem poledne je spojena s nedodržováním...

Náročné modely před oddělením v Bothnian Bay

19. dubna 2021 Mořský led na severu Baltského moře vykazuje některé přesvědčivé vzory, než se na jaře roztaví a setře. Na rozdíl od mořského ledu, který...

Výjimečná biologická rozmanitost ve 14,7 milionu let starém tropickém deštném pralese a osvětluje vývoj

Ekologická rekonstrukce bioty Zhangpu. Obrazový kredit: NIGPAS Nově objevený miocénní biom osvětluje vývoj deštného pralesa Mezinárodní výzkumná skupina vedená profesorem WANG Bo a profesorem SHI...

Newsletter

Subscribe to stay updated.