Detection of a four-carbon sugar in interstellar space
Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA（天体生物学中心）；University of Extremadura（埃斯特雷马杜拉大学）；Radboud University（拉德堡德大学）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik（马克斯·普朗克地外物理研究所）
Izaskun Jimenez-Serra, Juan Garcia de la Concepcion, Herma M. Cuppen, Marta Rey-Montejo, Miguel Sanz-Novo, Victor M. Rivilla, Jesus Martin-Pintado, Andres Megia… 展开作者
Izaskun Jimenez-Serra, Juan Garcia de la Concepcion, Herma M. Cuppen, Marta Rey-Montejo, Miguel Sanz-Novo, Victor M. Rivilla, Jesus Martin-Pintado, Andres Megias, Carlos Briones, David San Andres, Laura Colzi, Shaoshan Zeng, Sergio Martin, Joseph Salaris, Antonio Martinez-Henares, Alvaro Lopez-Gallifa, Miguel Requena-Torres, Belen Tercero, Pablo de Vicente, Aran Insausti, Elena R. Alonso, Emilio J. Cocinero
Sugars are essential biomolecules, serving as metabolic fuels, nucleic acid backbone components, and structural or energy-storage polymers. A central question in origin-of-life research is how monosaccharides formed on the primitive Earth, as laboratory experiments under prebiotic conditions yield insufficient concentrations. The detection of ribose, glucose and other monosaccharides in asteroids and meteorites suggests an exogenous origin, possibly in the interstellar medium (ISM) prior to meteoritic parent-body formation. However, no sugar has been observed in the ISM so far. We report the discovery of erythrulose, a chiral four-carbon ketose, in the ISM. The detection has been achieved thanks to ultrasensitive, broadband spectral surveys toward the Galactic Center molecular cloud G+0.693-0.027 obtained using the Yebes 40m and IRAM 30m telescopes. Erythrulose appears to be at least eight times more abundant than analogous three-carbon sugars, which remain undetected in our ultrasensitive observations. Quantum chemical and astrochemical models indicate that erythrulose forms efficiently on interstellar dust grains from simpler two-carbon aldehydes and alcohols. As ketoses readily isomerize into aldoses in aqueous conditions, interstellar erythrulose could have contributed to the sugar inventory available for early metabolic and replication processes.
碳纳米管（CNTs）是一种新型的一维碳同素异形体，自1991年被发现以来，由于其在电子和光学器件等方面的潜在应用，引起了世界各国的广泛关注。在天体物理学背景下，CNT可能存在于星际空间中，因为碳的许多其他同素异形体（例如，无定形碳、富勒烯、纳米金刚石、石墨、多环芳烃以及可能的石墨烯）已知在宇宙中广泛存在，如碳质原始陨石中的前太阳颗粒和/或天文光谱中的指纹光谱特征所揭示的。此外，在星际介质（ISM）中形成碳纳米管也有实验和理论途径。在这项工作中，我们研究他们可能存在的ISM通过比较所观察到的星际消光曲线与紫外/光吸收光谱实验获得的单壁碳纳米管的直径和手性范围很广。基于在CNT的实验光谱中明显的~4.5和5.25 eV $π$ -等离子体吸收带的星际消光曲线中的缺失，我们将C/H的上限设置为~10 ppm（即，~4%的星际总碳）对星际CNT丰度的影响。
Aliphatic hydrocarbon content of the interstellar dust
在星际介质中，碳分布在气相和固相之间。然而，虽然大约一半的预期碳丰度可以在气相中解释，但星际尘埃中的含量存在相当大的不确定性。碳质粉尘的脂肪族组分特别令人感兴趣，因为当相对于背景辐射源观察时，它产生显著的3.4 $μ$ m吸收特征。3.4 $μ$ m吸收特征的光学深度与沿着视线的脂肪族碳C-H键的数目有关。如果已知星际尘埃中脂肪烃的吸收系数，则可以通过对3.4 $μ$ m星际吸收特征的定量分析来估计锁定在星际尘埃脂肪烃组分中的碳的柱密度。我们通过实验模拟星际/拱星条件产生了星际尘埃的实验室模拟物。这些尘埃类似物的光谱与天文观测结果非常吻合。结合FTIR和$^{13}$ C NMR谱测量了类似物中脂肪烃的吸收系数。发现两种星际类似物的吸收系数非常接近（4.76（8）$\times$ 10 $^{-18}$ cm group $^{-1}$和4.69（14）$\times$ 10 $^{-18}$ cm group $^{-1}$），不到使用小脂肪族分子研究中获得的吸收系数的一半。由此获得的结果允许直接校准天文观测，提供了对星际介质中脂肪碳数量的严格估计。
High nitrogen and carbon isotopic ratios in the interstellar comet 3I/ATLAS
University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University of Liège（列日大学）；United States Naval Academy（美国海军学院）；Northumbria University（诺森比亚大学）；Auburn University（奥本大学）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）；Catholic University of America（美利坚天主教大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）；University of Padova（帕多瓦大学）
Formation of thiocarbonic acid (H$_2$CS$_3$) -- the sulfur counterpart of carbonic acid (H$_2$CO$_3$) - in interstellar analog ices
W. M. Keck Research Laboratory in Astrochemistry, University of Hawaii at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校 W.M. 凯克天体化学研究实验室）；Department of Chemistry, University of Hawaii at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校化学系）；Department of Chemistry & Biochemistry, University of Mississippi（密西西比大学化学与生物化学系）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
观测证据似乎表明，星际碳消耗成尘埃显示出相当广泛的变化，碳在星际介质（ISM）中经历相当快的再循环。小的碳氢化合物颗粒在光解离区被紫外光子、星际冲击波中的离子和电子碰撞以及宇宙射线处理。因此，相当一部分烃尘必须在致密的分子ISM中通过吸积重新形成。一种新的尘埃模型（Jones等人，太空人。太空人，2013，558，A62）表明，弥散星际介质（nH = 1000 cm ^3）中尘埃可观测值的变化可以用小碳氢化合物颗粒群的系统性和环境驱动的变化来解释。在这里，我们探讨了在扩散ISM和分子云之间的过渡区域（例如，琼斯，宇航员。2013，555，A39）。我们发现，显着的碳质尘埃再加工和/或地幔吸积可以发生在分子云的外部区域，这种尘埃将有显着不同的光学性质，从尘埃在相邻的扩散ISM。我们的结论是，碳进出尘埃的（再）加工和循环也许是推进我们对ISM中尘埃演变的理解的关键。
CH3-Terminated Carbon Chains in the GOTHAM Survey of TMC-1: Evidence of Interstellar CH3C7N
我们报告了一个系统的研究，所有已知的甲基碳链对TMC-1使用的第二次数据发布的GOTHAM调查，以及寻找更大的物种。使用马尔可夫链蒙特卡罗模拟和谱线叠加的30多个旋转跃迁，我们报告统计上显着的发射甲基氰基三乙炔（CH $_3$ C $_7$ N）在4.6 $σ$的置信水平，并使用它来推导出一个列密度为${\sim}$ 10 $^{11}$ cm $^{-2}$。我们还搜索了相关物质甲基四乙炔（CH $_3$ C $_8$ H），并对该分子的柱密度设置了上限。通过对所有其他先前检测到的具有发射谱线的甲基封端碳链进行上述统计分析，我们评估了TMC-1中甲基多炔（CH 3 C $_{2n}$ H）和甲基氰基多炔（CH 3 C $_{2n-1}$ N）的丰度、激发条件和形成化学，并将其与化学模型的预测进行比较。根据我们观察到的趋势，在列密度和相对人口的A和E核自旋异构体，我们发现，甲基多炔和甲基氰基多炔家族表现出明显的差异彼此，指向独立的星际形成途径，这是证实通过气体颗粒化学模拟鹦鹉螺。
Formation of unsaturated carbon chains through carbon chemisorption on solid CO
Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University（北海道大学低温科学研究所）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（日本高级研究院（SOKENDAI））；RIKEN Pioneering Research Institute（理化学研究所先锋研究本部）
Centro de Astrobiología（天体生物学中心）；Institute de Radioastronomie Millimétrique（毫米波射电天文学研究所）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；RIKEN（理化学研究所）；Towson University（陶森大学）；Instituto de Física Fundamental（基础物理研究所）；UKRI STFC（英国研究理事会科学与技术设施委员会）；NRC-Herzberg Institute（国家研究委员会赫茨伯格研究所）；Osservatorio di Arcetri（阿切特里天文台）；Venstpils University（文茨皮尔斯大学）；University of Tokyo（东京大学）；Observatorio de Yebes - OAN（耶贝斯天文台）；UPV/Biofisika Institute（巴斯克理工大学生物物理研究所）
Chemical Evolution during Molecular Cloud Formation Triggered by an Interstellar Shock Wave: Dependence on Shock Parameters and Comparison with Molecular Absorption Lines
