宇宙新发现：麻省理工科学家在太空中发现新分子

在宇宙的广阔舞台上，分子的复杂性如何随着恒星形成过程而发展，一直是一个引人入胜的科学问题。现在，麻省理工学院（MIT）的研究人员在这一领域取得了新的进展，他们首次在太空中检测到了一种名为2-甲氧基乙醇的未知分子。

这项研究由MIT教授Brett McGuire的团队进行，他们的论文“Rotational Spectrum and First Interstellar Detection of 2-Methoxyethanol Using ALMA Observations of NGC 6334I”发表在《天体物理学杂志通讯》上。

领导这项研究的是Zachary T.P. Fried，他是McGuire团队的研究生，也是这篇论文的第一作者。Fried与全球各地的研究人员合作，包括法国、佛罗里达、弗吉尼亚和哥本哈根的科学家，共同完成了这一激动人心的发现。

为了理解太空中的分子，McGuire团队研究恒星和太阳系形成区域的分子组成。他们通过观察分子的旋转光谱——分子在太空中翻滚时发出的独特光模式——来识别分子。这些模式就像是分子的指纹（条形码）。为了在太空中检测新分子，研究人员首先需要在地球上实验室记录其光谱，然后在使用望远镜在太空中寻找相应的光谱。

McGuire团队最近开始利用机器学习来推荐搜索目标分子。2023年，其中一个机器学习模型建议研究人员寻找一种名为2-甲氧基乙醇的分子。为了使用射电望远镜观测检测这种分子，团队首先需要在地球上测量和分析其旋转光谱。研究人员结合了法国里尔大学、佛罗里达新学院和MIT McGuire实验室的实验，测量了从微波到亚毫米波频率范围（约8到500吉赫兹）的光谱。

这些测量得到的数据允许使用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）对两个独立的恒星形成区域：NGC 6334I和IRAS 16293-2422B进行分子搜索。McGuire团队的成员与美国国家射电天文台（弗吉尼亚州夏洛茨维尔）和丹麦哥本哈根大学的研究人员一起分析了这些望远镜观测数据。

Fried表示：“我们最终观测到了25条2-甲氧基乙醇的旋转线，这些线与NGC 6334I观测到的分子信号一致（条形码匹配！），从而在该源中安全地检测到了2-甲氧基乙醇。” 这使得研究人员能够推导出该分子在NGC 6334I的物理参数，如其丰度和激发温度。它还使得研究人员能够探究从已知星际前体可能的化学形成途径。

像这样的分子发现有助于研究人员更好地理解恒星形成过程中空间分子复杂性的发展。2-甲氧基乙醇含有13个原子，对于星际标准来说是相当大的——截至2021年，在太阳系外仅检测到六种比13个原子还大的物种，其中许多是由McGuire的团队发现的，它们都存在于环状结构中。

Fried说：“对大分子的持续观测和随后对其丰度的推导，使我们能够推进我们对大分子形成效率以及它们可能通过哪些具体反应产生的知识。此外，由于我们在NGC 6334I而不是IRAS 16293-2422B中检测到了这个分子，我们有机会研究这两个源的不同物理条件如何影响可能发生的化学过程。”

这项研究不仅为我们提供了关于太空中分子复杂性的新见解，而且为未来的星际化学和天体生物学研究开辟了新的道路。那么，您如何看待这一发现对理解宇宙中分子演化的影响？您认为这些发现将如何促进我们对恒星和行星形成的理解？欢迎在评论区分享您的想法，与我们共同探讨这一宇宙中的新发现。

参考资料：DOI： 10.3847/2041-8213/ad37ff