麻省理工學院在太空中發現的2-甲氧基乙醇揭示了恆星形成過程中太空分子複雜性發展的新見解。教授布雷特-麥奎爾（Brett McGuire）小組的最新研究揭示了太空中存在一種以前未知的分子。

科學家利用射線望遠鏡對恆星形成區NGC 6334I 的觀測，首次在太空中發現了2-甲氧基乙醇。圖片來源：研究人員提供

研究小組的開放存取論文《利用ALMA對NGC 6334I 的觀測，旋轉光譜和首次星際探測到2-甲氧基乙醇》（Rotational Spectrum and First Interstellar Detection of 2-Methoxyethanol UsingALMAObservations of NGC 6334I）發表在《天體物理學雜誌通訊》（The Astrophysical Journal Letters）上。

扎卡里-弗里德（Zachary TP Fried）是麥奎爾研究小組的研究生，也是這篇論文的第一作者，他努力拼湊從全球各地收集到的拼圖，從麻省理工學院延伸到法國、佛羅裡達州、維吉尼亞州和哥本哈根，從而實現了這項令人興奮的發現。

弗里德解釋說：”我們小組試圖了解恆星和太陽系最終將形成的空間區域中存在哪些分子。這使我們能夠拼湊出化學是如何隨著恆星和行星的形成過程而演變的。我們透過觀察分子的旋轉光譜來實現這一目標，這是分子在太空中翻滾時發出的獨特光斑。什麼，然後我們可以在地球上的實驗室裡記錄下它的光譜，最後我們再利用望遠鏡在太空中尋找這種光譜”。

麥奎爾小組最近開始利用機器學習來建議尋找好的目標分子。 2023 年，其中一個機器學習模型向研究人員推薦了一種名為2-甲氧基乙醇的分子。

弗里德說：”太空中有許多’甲氧基’分子，如二甲醚、甲氧基甲醇、甲基乙基醚和甲酸甲酯，但2-甲氧基乙醇將是迄今為止所見過的最大、最複雜的分子。

為了利用射線望遠鏡觀測來偵測到這種分子，研究團隊首先需要測量和分析它在地球上的旋轉光譜。研究人員將裡爾大學（法國裡爾）、佛羅裡達新學院（佛羅裡達州薩拉索塔）和麻省理工學院的麥奎爾實驗室的實驗結合起來，測量了從微波到亞毫米波（約8到500千兆赫）頻率的寬頻區域的光譜。

從這些測量中收集到的數據允許利用阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）對兩個不同恆星形成區的觀測來尋找該分子：NGC 6334I 和IRAS 16293-2422B。麥奎爾小組的成員與美國國家射電天文台（維吉尼亞州夏洛特斯維爾）和丹麥哥本哈根大學的研究人員一起分析了這些望遠鏡的觀測結果。

弗里德說：”最終，我們觀測到25 條2-甲氧基乙醇的旋轉線與NGC 6334I 觀測到的分子信號一致（條碼吻合！），從而在這一來源中安全地探測到了2-甲氧基乙醇。

像這樣的分子發現有助於研究人員更好地理解恆星形成過程中太空分子複雜性的發展。含有13 個原子的2-甲氧基乙醇在星際標準中是相當大的–截至2021 年，在太陽系外只探測到6 種大於13 個原子的物質，其中許多是由McGuire 的研究小組發現的，而且都是環狀結構。

Fried說：”對大分子的持續觀測以及隨後對其豐度的推導，使我們能夠進一步了解大分子的形成效率以及它們可能是透過哪些特定反應產生的。此外，由於我們在NGC 6334I中探測到了這種分子，而在IRAS 16293-2422B中卻沒有探測到，因此我們獲得了一個獨特的機會，來研究這兩個來源的不同物理條件可能會如何影響可能發生的化學反應”。

編譯來源：ScitechDaily