우주

#G+0.693-0.027

천문·천체물리

성간 얼음의 우주선 용융 창은 4탄소 케토스를 만들지만, G+0.693-0.027의 당 분포는 재현하지 못한다

은하 중심 분자운 G+0.693-0.027에서 4탄소(C4) 케토스인 에리트룰로스(ERU)가 글리콜알데하이드(GA)와 비슷한 분자 밀도(column density)로 보고된 반면, 3탄소(C3) 당은 검출되지 않았다. 연구진은 우주선 중이온이 성간 얼음에 만드는 '용융 창(melt window)'이 이 분포를 설명할 수 있는지 11종 우주선 핵종의 트랙 모형과 포름알데하이드·메탄올 유래 C1 라디칼 반응망으로 검증했다. 수화된 GA가 C4 케토스를 우선적으로 만드는 경로를 열어 ERU가 케토스라는 점은 설명되지만(차가운 표면 화학으로도 설명 가능), 전체 분포는 재현되지 않았다. C1 라디칼이 탄소를 하나씩 추가하면서 ERU/GA가 관측값에 도달할 때 디하이드록시아세톤은 상한의 15배에 이르고, 용융 영역 밖에 사건당 분자당 0.41 eV가 쌓여 사건 사이에 당이 파괴되는데, 관측 비율은 반감기 선량 1000 eV 이상에서만 성립해 측정값 5 eV 미만과 어긋난다. 노출 조건은 이온화율 ζ=10⁻¹⁴ s⁻¹에서 65 Myr 동안 2,940회의 입자 전체 용융 사건에 해당하며, 7 Myr 안에 달성하려면 중심분자권(CMZ) 고밀도 가스 상한의 9.3배인 ζ≳9.3×10⁻¹⁴ s⁻¹가 필요하다는 점에서, 표준 가정 아래 G+0.693의 당은 우주선 용융 창에서 만들어지지 않는다는 결론이다.

arXiv astro-ph.GA (은하)

The Andromeda Galaxy (M31) is a spiral galaxy approximately 2.5 million light-years from Earth and the nearest major galaxy to the Milky Way. This picture was taken at 300mm with a total exposure time
천문·천체물리

동위원소비로 본 중심분자대(CMZ)의 별 형성과 분자가스 기원

우리은하 중심분자대(CMZ)는 은하 내 고밀도 분자가스의 대부분을 품고 있으면서도 별 형성률은 예상외로 낮은데, 연구자는 분자운 G+0.693-0.027을 대상으로 한 동위원소 연구 결과를 정리했다. 중수소 분별(D/H 비)에서는 따뜻하고 난류가 심한 CMZ 안에 온도 30K 이하의 차갑고 비교적 정적인 가스 성분이 존재함이 드러나, 극한 환경에서도 별 형성 초기 단계가 유지될 수 있음을 시사한다. 또한 HC3N과 HC5N을 이용한 새로운 12C/13C 측정값을 제시했으며, 이중 치환 13C 동위원소체에서 얻은 최초의 제약도 포함된다. 천문화학 모델로 동위원소 분별 효과를 보정한 결과 추정된 원소비는 약 37~48로 기존 CMZ 통용값(약 20)을 웃돌아, 은하 중심부가 은하 바(bar)를 따라 유입되는 화학적으로 덜 가공된 가스로 보충된다는 시나리오를 지지한다.

arXiv astro-ph.GA (은하)

천문·천체물리

성간 얼음 위 티오아세트알데하이드(CH3CHS), 성간물질의 두 화학적 이분법을 푸는 열쇠

최근 TMC-1에서 검출된 티오아세트알데하이드(CH3CHS)는 산소 유사체인 아세트알데하이드(CH3CHO)보다 존재비가 약 36배 낮으며, 이는 이 분자운에서 검출된 산소/황 유사체 쌍 가운데 가장 큰 기둥밀도 차이다. 연구진은 CH3CHS의 수소화 반응 경로를 계산해 CH3CHS가 얼음 표면에서 연속적인 수소화를 거쳐 에틸메르캅탄(CH3CH2SH)으로 쉽게 전환되는 반면 CH3CHO는 이 과정에 더 저항적임을 제시했다. 이에 따라 알갱이 표면 화학이 중요한 역할을 하는 G+0.693-0.027에서는 CH3CHS가 검출되지 않고(S/O 비 112 이상) CH3CH2SH가 검출되는 반면, 기체상 환경에 가까운 TMC-1에서는 CH3CHS가 남고 CH3CH2SH는 검출되지 않는다는 설명이 가능하다고 밝혔다. 이 수소화 반응은 기체상에서도 150K에서 진행될 수 있다.

arXiv astro-ph.GA (은하)

Engineers in a clean room at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Southern California in April 2023 examine the imaging spectrometer that will ride aboard the first of two satellites to be launch
천문·천체물리

프로판티올 회전분광 분석과 성간 탐색… 은하중심 분자운에서는 검출 실패

연구진은 프로판올의 황 유사체인 프로판티올(C3H7SH)의 두 구조 이성질체, 프로판-1-티올(1PT)과 프로판-2-티올(2PT)에 대한 실험실 회전분광 분석을 수행해 1PT에서 Aa·Ag·Gg 세 가지 등에너지 형태이성질체(Gg는 최초 보고)를, 2PT에서 anti와 gauche 형태이성질체를 확인했다. 또한 anti-2PT의 34S·13C1·13C2 및 gauche-2PT의 34S 동위원소체를 자연존재비 상태에서 처음으로 할당했고, Ag-1PT와 gauche-2PT에서는 SH기의 대진폭 운동에 따른 터널링 분열을 관측했다. 새로 도출한 분광 상수를 바탕으로 은하중심 분자운 G+0.693-0.027을 탐색했으나 프로판티올의 증거는 찾지 못했고, 기둥밀도 상한값만 설정했다. 이 결과는 1PT와 2PT가 해당 천체에서 에탄티올보다 각각 약 13배, 5배 덜 풍부함을 보여주며, 1-프로판올/1-프로판티올 쌍에서 얻은 O/S 비 하한값 29는 태양값 37과 부합해 성간물질 내 황 고갈 문제를 이해하는 기준점을 제공한다.

arXiv astro-ph.GA (은하)