Tianma 65-m radyo teleskopu, Orion Kleinmann-Düşük Bulutsusu’nun gizemlerini açığa çıkarmaya yardımcı oluyor

Çin Bilimler Akademisi’nin Şangay Astronomik Gözlemevi’nden (SHAO) bir araştırma ekibi, yakın zamanda, Tianma 65-m radyo teleskopunu (TMRT) kullanarak Orion Kleinmann-Düşük Bulutsusu’nun (Orion KL) derin bir Q-bandı çizgi tarama araştırmasını tamamladı. şimdiye kadarki en geniş frekans kapsamını (35–50 GHz) ve en yüksek hassasiyet (~mK) spektrumunu elde etti.

Toplamda, 177 radyo rekombinasyon çizgisi (RRL) ve 53 moleküler türden 371 moleküler çizgi geçişi dahil olmak üzere yaklaşık 600 emisyon çizgisi tespit edildi; bunların arasında, Q bandında ilk kez 21 tür sıkıca tespit edildi. Bu anket, TMRT’nin son derece geniş geniş bant spektrumları içinde zayıf çizgileri arama kabiliyetini vurgulamaktadır.

Çalışma yayınlandı Astrofizik Dergi Ek Serisi.

Yıldızlararası karmaşık organik moleküller, yaşamın kökeninde önemli bir rol oynar. Tipik yıldız oluşum bölgelerinin geniş bantlı çizgi tarama araştırması, bu bölgelerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini anlamak ve karmaşık organik moleküllerin, özellikle de prebiyotik olanların kökenini araştırmak için en iyi yöntemlerden biridir.

Orion KL, yaklaşık 1.300 ışıkyılı uzaklıkta, Dünya’ya en yakın yüksek kütleli yıldız oluşum bölgesidir. Genişleyen bir HII bölgesi (M42) ile etkileşime giren moleküler bir komplekstir ve soğuk ortam gaz bileşeni (500 K) dahil olmak üzere çeşitli sıcaklıklara sahip birkaç gaz bileşeninden oluşur.

Bu gaz bileşenleri, çeşitli kimyasal özelliklere sahiptir ve çok çeşitli dalga boylarında, çoğu gökyüzündeki en parlak olan çok sayıda emisyon çizgisine katkıda bulunur. Bu nedenle Orion KL, geniş bantlı bir çizgi tarama araştırması için çok uygundur. Bununla birlikte, Orion KL’nin önceki hat araştırmaları çoğunlukla kısa milimetre, milimetre altı veya uzak kızılötesi bantlarda gerçekleştirilmiştir. Q bandı (35–50 GHz) gibi düşük frekans bantlarında hat araştırmaları çok nadirdir.

Aslında, Q bandı, yüksek Δn RRL’leri, yeni moleküler geçişleri ve hatta yeni molekülleri aramada yeri doldurulamaz avantajlara sahiptir.

TMRT, Çin’in Şanghay kentinin batı banliyölerinde yer almaktadır. Şu anda Asya’daki en büyük tamamen yönlendirilebilir radyo teleskopudur. 1–50 GHz tam frekans aralığını kapsayan L ila Q bandından alıcılar mevcuttur. SHAO’dan Dr. Zhong Weiye’nin ekibi tarafından geliştirilen Q-bandı alıcısı, TMRT’de en yüksek frekans kapsamını sağlıyor.

Liu Xunchuan, “TMRT geniş bantlı hat araştırmaları için çok uygundur. Orion KL’nin TMRT Q-bant hattı araştırması muazzam miktarda emisyon hattı tespit etti ve bunların üçte ikisi önceki hat araştırmalarında tespit edilmedi” dedi. çalışmanın ilk yazarı.

Bir elektron bir iyon tarafından yakalandığında, aşağı doğru sıçramaya devam edecek ve bir dizi emisyon çizgisi oluşturacaktır. Bu emisyon hatları, radyo rejiminde görünüyorlarsa RRL’ler olarak adlandırılır. TMRT hattı anketinde, H135π ve C81γ gibi yüksek Δn RRL’ler tespit edildi. Bu RRL’ler, Q bandında tespit edilen en yüksek Δn değerine sahiptir.

Ayrıca ankette (15, 15) ve (16, 16) NH hatları tespit edildi.₃. NH’yi ilk kez tespit ediyor₃ Orion KL’nin bir araştırmasında 2000 K’den büyük üst durum enerjilerine sahip emisyon çizgileri, Orion KL bölgesinde aşırı sıcak bir gaz bileşeninin varlığını gösteriyor.

NH gibi birçok karmaşık organik molekül₂CH, CH₃OCHO, C₂H₅CN, CH₃OCH₃CH₃CH₂OH ve CH₃COCH₃, da tespit edildi. Bu karmaşık organik moleküller, daha karmaşık prebiyotik moleküllerin temelidir.

Ayrıca araştırmacılar, etil siyanürün (C) titreşimsel olarak uyarılmış durumlarının emisyon çizgilerini belirlediler.₂H₅CN v13/v21) Q bandında. Bu, C’nin Q-bandı emisyonunu tespit etmek ve tanımlamak için ilk kez.₂H₅yıldızlararası ortamdan CN v13/v21.

Tespit edilen karmaşık organik moleküller, hat genişlikleri ve merkezi hızları karşılaştırılarak Orion KL’nin farklı gaz bileşenlerine atanabilir. Aldehit içeren türler ve hem kükürt hem de oksijen elementlerine sahip türler, platodan kaynaklanan spektral bileşenlere sahip olma eğilimindedir, bu da bu türlerin şoklarla olası bir bolluk artışını destekler.

SHAO’da araştırmacı ve çalışmanın ortak yazarı Liu Tie, “Bu anket, astrokimya çalışmalarında TMRT’nin büyük potansiyelini gösteren benzeri görülmemiş bir çizgi duyarlılığına ulaşıyor” dedi.

Yunnan Üniversitesi’nden ve çalışmanın ortak yazarı Prof. Qin Shengli, “Bu Q-bandı derin hat araştırması, diğer hedeflerin Q bandında benzer hat tarama anketleri için mükemmel bir rehberlik sağlıyor” diye ekledi.

Gelecekte, araştırma ekibi, mK’den daha iyi bir hassasiyet elde etmeyi ve frekans kapsamını tam Q/Ka bandına (26–50 GHz) genişletmeyi amaçlayan Orion KL’nin daha derin bir hat araştırması yapacaktır. Ayrıca, araştırma ekibi ayrıca TMRT kullanarak çok daha büyük bir karmaşık organik molekül açısından zengin kaynak örneğinin Q/Ka bandında hat araştırmaları yapmayı planlıyor.

SHAO direktörü Shen Zhiqiang, “İzleme anketleri, tipik karmaşık organik molekül açısından zengin kaynakların benzeri görülmemiş bir Q/Ka-bandı spektrumları galerisi oluşturacak ve yeni karmaşık organik moleküllerin, özellikle de prebiyotik türlerin tanımlanmasına yardımcı olacak” dedi. çalışmanın ortak yazarlarından biri.