Phân tích hoặc ngón tay của người dùng hóa chất trong không gian bên ngoài giờ đây có thể nhờ vào kính viễn vọng và công nghệ phòng thí nghiệm mới.
Kết hợp các khả năng tiên tiến của kính viễn vọng ALMA với các kỹ thuật phòng thí nghiệm mới được phát triển, các nhà khoa học đang mở ra một kỷ nguyên hoàn toàn mới để giải mã hóa học của Vũ trụ. Một nhóm nghiên cứu đã chứng minh bước đột phá của họ bằng cách sử dụng dữ liệu ALMA từ các quan sát khí trong khu vực hình thành sao trong chòm sao Orion.
Sử dụng công nghệ mới cả trong kính viễn vọng và trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học đã có thể cải thiện và tăng tốc đáng kể quá trình xác định các ngón tay hóa học của hóa chất trong vũ trụ, cho phép các nghiên cứu cho đến nay không thể hoặc tốn nhiều thời gian .
Chúng tôi đã chỉ ra rằng, với ALMA, chúng tôi sẽ có thể phân tích hóa học thực sự về 'vườn ươm' nơi các ngôi sao và hành tinh mới đang hình thành, không bị giới hạn bởi nhiều hạn chế chúng tôi gặp phải trong quá khứ, Ông cho biết Anthony Remijan thuộc Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia ở thành phố Charlottesville, VA.
ALMA, Atacama Large Millimét / Subillim Array, đang được xây dựng trên sa mạc Atacama ở phía bắc Chile, ở độ cao 16.500 feet. Khi hoàn thành vào năm 2013, 66 ăng ten có độ chính xác cao và thiết bị điện tử tiên tiến của nó sẽ cung cấp cho các nhà khoa học khả năng chưa từng có để khám phá Vũ trụ như được thấy ở bước sóng giữa sóng vô tuyến bước sóng dài hơn và hồng ngoại.
Những bước sóng đó đặc biệt phong phú về manh mối về sự hiện diện của các phân tử cụ thể trong vũ trụ. Hơn 170 phân tử, bao gồm các phân tử hữu cơ như đường và rượu, đã được phát hiện trong không gian. Các hóa chất như vậy là phổ biến trong các đám mây khí và bụi khổng lồ trong đó các ngôi sao và hành tinh mới đang hình thành. Thomas Chúng tôi biết rằng nhiều tiền chất hóa học cho sự sống tồn tại trong các vườn ươm sao này ngay cả trước khi các hành tinh hình thành, ông Thomas Wilson thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân ở Washington, D.C.
Các phân tử trong không gian quay và rung, và mỗi phân tử có một tập hợp các điều kiện quay và rung cụ thể có thể có cho nó. Mỗi khi một phân tử thay đổi từ điều kiện này sang điều kiện khác, một lượng năng lượng cụ thể được hấp thụ hoặc phát ra, thường là sóng vô tuyến ở bước sóng rất cụ thể. Mỗi phân tử có một kiểu bước sóng duy nhất mà nó phát ra hoặc hấp thụ, và mô hình đó đóng vai trò là một ngón tay của Telltale nhận dạng phân tử.
Bước đột phá này là do công nghệ mới cho phép các nhà khoa học thu thập và phân tích một loạt các bước sóng cùng một lúc, cả với ALMA và trong phòng thí nghiệm.
XEM LỚN | Âm mưu phát xạ vô tuyến ở nhiều tần số từ phân tử ethyl cyanide (CH3CH2CN). Blue là âm mưu từ phép đo trong phòng thí nghiệm trên mặt đất; màu đỏ là âm mưu từ quan sát ALMA của một khu vực hình thành sao trong chòm sao Orion. Khả năng thực hiện loại kết hợp này đại diện cho một bước đột phá lớn để nghiên cứu hóa học của Vũ trụ. Các ô được đặt chồng lên hình ảnh của Kính viễn vọng Không gian Hubble của Tinh vân Orion; hộp nhỏ cho biết vị trí của khu vực được quan sát với ALMA. Tín dụng hình ảnh: Fortman, et al., NRAO / AUI / NSF, NASA.
Bây giờ chúng ta có thể lấy một mẫu hóa chất, thử nó trong phòng thí nghiệm và lấy một biểu đồ của tất cả các đường đặc tính của nó qua một phạm vi bước sóng lớn. Chúng tôi nhận được toàn bộ bức tranh cùng một lúc, Frank nói Frank DeLucia của Đại học bang Ohio (OSU). Sau đó, chúng tôi có thể mô hình hóa các đặc tính của tất cả các dòng hóa chất ở các nhiệt độ khác nhau, ông nói thêm.
Được trang bị dữ liệu phòng thí nghiệm OSU mới cho một vài phân tử bị nghi ngờ, các nhà khoa học sau đó so sánh các mẫu với các mẫu được tạo ra bằng cách quan sát khu vực hình thành sao với ALMA.
Trò chơi trận đấu thật tuyệt vời, anh cho biết Sarah Fortman, cũng đến từ OSU. Các dòng Spectral đã không được xác định trong nhiều năm đột nhiên khớp với dữ liệu phòng thí nghiệm của chúng tôi, xác minh sự tồn tại của các phân tử cụ thể và cho chúng tôi một công cụ mới để tấn công quang phổ phức tạp từ các khu vực trong Thiên hà của chúng tôi, cô nói thêm. Các thử nghiệm đầu tiên được thực hiện với ethyl cyanide (CH3CH2CN) vì sự tồn tại của nó trong không gian đã được thiết lập tốt và do đó nó cung cấp một thử nghiệm hoàn hảo cho phương pháp phân tích mới này.
Trước đây, có rất nhiều dòng không xác định mà chúng tôi gọi chúng là ‘cỏ dại, và họ chỉ nhầm lẫn phân tích của chúng tôi. Bây giờ, những loài cỏ dại đó là những manh mối quý giá có thể cho chúng ta biết không chỉ những hóa chất nào có trong những đám mây khí vũ trụ này, mà còn có thể cung cấp thông tin quan trọng về các điều kiện trong những đám mây đó, chanh DeLucia nói.
Đây là một kỷ nguyên mới trong ngành hóa học, ông Suzanna Randall thuộc Trụ sở ESO tại Garched, Đức cho biết. Những kỹ thuật mới này sẽ cách mạng hóa sự hiểu biết của chúng ta về các vườn ươm hấp dẫn nơi các ngôi sao và hành tinh mới được sinh ra.
Các kỹ thuật mới, Remijan chỉ ra, cũng có thể được điều chỉnh phù hợp với các kính thiên văn khác, bao gồm Kính viễn vọng Ngân hàng Xanh khổng lồ của Quỹ Khoa học Quốc gia ở West Virginia và các cơ sở thí nghiệm như của Đại học Virginia. Điều này sẽ thay đổi cách các nhà kinh doanh thiên văn làm kinh doanh, Tiết Remijan nói.
Qua đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia