Войти
Это список молекул, которые были обнаружены в межзвездной среде и околозвездных оболочках, сгруппированных по количеству составляющих атомов. Химическая формула приводится для каждого обнаруженного соединения вместе с любой ионизированной формой, которая также наблюдалась.
Были обнаружены указанные ниже молекулы через астрономическую спектроскопию. Их спектральные особенности возникают из-за того, что молекулы либо поглощают, либо излучают фотон света, когда они переходят между двумя молекулярными энергетическими уровнями. Энергия (и, следовательно, длина волны ) фотона соответствует разнице энергий между задействованными уровнями. Молекулярные электронные переходы происходят, когда один из электронов молекулы перемещается между молекулярными орбиталями, образуя спектральную линию в ультрафиолете, оптическая или ближняя инфракрасная части электромагнитного спектра. В качестве альтернативы, колебательный переход передает кванты энергии на колебания молекулярных связей (или от них), создавая сигнатуры в среднем или дальнем инфракрасном диапазоне.. Молекулы в газовой фазе также имеют квантованные вращательные уровни, что приводит к переходам на микроволновых или радиологических длинах волн.
Иногда переход может включать более чем один из этих типов уровня энергии, например вращательно-колебательная спектроскопия изменяет как вращательный, так и колебательный уровень энергии. Иногда все три встречаются вместе, как в полосе Филлипса C 2(двухатомного углерода ), в которой электронный переход дает линию в ближнем инфракрасном диапазоне, которая затем разделяется на несколько вибронных полос одновременным изменением колебательного уровня, которые, в свою очередь, снова разделяются на вращательные ветви.
Спектр конкретной молекулы регулируется правилами отбора из квантовой химии и симметрия молекулы. Некоторые молекулы имеют простые спектры, которые легко идентифицировать, в то время как другие (даже некоторые небольшие молекулы) имеют чрезвычайно сложные спектры с распределением потока между множеством различных линий, что значительно затрудняет их обнаружение. Взаимодействие между атомными ядрами и электронами иногда вызывает дополнительную сверхтонкую структуру спектральных линий. Если молекула существует в нескольких изотопологах (версии, содержащие разные атомные изотопы ), спектр дополнительно усложняется изотопическими сдвигами.
Для обнаружения новой межзвездной или околозвездной молекулы требуется определение подходящего астрономического объекта, где он, вероятно, присутствует, затем наблюдение его с помощью телескопа, оснащенного спектрографом, работающим на требуемой длине волны, спектральным разрешением и чувствительность. Первой молекулой, обнаруженной в межзвездной среде, был метилидиновый радикал (CH) в 1937 году благодаря его сильному электронному переходу при 4300 ангстрем (в оптическом диапазоне). Развитие астрономической аппаратуры привело к увеличению числа новых открытий. Начиная с 1950-х годов радиоастрономия начала доминировать в новых обнаружениях, а суб-миллиметровая астрономия также стала важной с 1990-х годов.
Инвентаризация обнаруженных молекул очень высока. смещен в сторону определенных типов, которые легче обнаружить, например радиоастрономия наиболее чувствительна к небольшим линейным молекулам с высоким молекулярным диполем. Самая распространенная молекула во Вселенной, H 2(молекулярный водород ), полностью невидима для радиотелескопов, потому что у нее нет диполя; его электронные переходы слишком энергичны для оптических телескопов, поэтому для обнаружения H 2 потребовались ультрафиолетовые наблюдения с помощью зондирующей ракеты. Колебательные линии часто не являются специфическими для отдельной молекулы, что позволяет идентифицировать только общий класс. Например, известно, что полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) широко распространены в космосе из-за их колебательных линий, которые широко наблюдаются в средней инфракрасной области, но невозможно точно определить, какие молекулы являются
Одним из самых богатых источников для обнаружения межзвездных молекул является Стрелец B2 (Sgr B2), гигантское молекулярное облако около центра Млечного Путь. Около половины из перечисленных ниже молекул были впервые обнаружены в Sgr B2, а многие другие были впоследствии обнаружены там. Богатым источником околозвездных молекул является CW Leonis (также известный как IRC +10216), ближайшая углеродная звезда, где было идентифицировано около 50 молекул. Нет четкой границы между межзвездной и околозвездной средами, поэтому оба они включены в таблицы ниже.
Дисциплина астрохимия включает понимание того, как образуются эти молекулы, и объяснение их распространенности. Чрезвычайно низкая плотность межзвездной среды не способствует образованию молекул, что делает обычные газофазные реакции между нейтральными частицами (атомами или молекулами) неэффективными. Во многих областях также очень низкие температуры (обычно 10 кельвин внутри молекулярного облака), что дополнительно снижает скорость реакции, или высокие поля ультрафиолетового излучения, которые разрушают молекулы посредством фотохимии. Для объяснения наблюдаемого количества межзвездных молекул требуется вычислить баланс между скоростью образования и разрушения с использованием химии ионов газовой фазы (часто обусловленной космическими лучами ), химии поверхности на космической пыли, переносе излучения, включая межзвездное поглощение, и сложных реакционных сетях.
В следующих таблицах перечислены молекулы которые были обнаружены в межзвездной среде или околозвездном веществе, сгруппированные по количеству составляющих атомов. Нейтральные молекулы и их молекулярные ионы перечислены в отдельных столбцах; если в столбце с молекулами нет записи, была обнаружена только ионизированная форма. Обозначения (названия молекул) - это те, которые используются в научной литературе, описывающей обнаружение; если ничего не было указано, это поле остается пустым. Масса указана в атомных единицах массы. Дейтерированные молекулы, которые содержат по крайней мере один атом дейтерия (H), имеют немного разные массы и перечислены в отдельной таблице. Общее количество уникальных частиц, включая различные состояния ионизации, указано в заголовке каждого раздела.
Большинство обнаруженных на данный момент молекул являются органическими. Единственная обнаруженная неорганическая молекула с пятью или более атомами - это SiH 4. Все молекулы большего размера имеют по крайней мере один атом углерода без связей N-N или O-O.
Окись углерода часто используется для отслеживания распределения массы в молекулярных облаках.| Молекула | Обозначение | Масса | Ионы |
|---|---|---|---|
| AlCl | Монохлорид алюминия | 62,5 | — |
| AlF | Монофторид алюминия | 46 | — |
| AlO | оксид алюминия | 43 | — |
| — | аргоний | 37 | ArH |
| C2 | двухатомный углерод | 24 | — |
| — | 31 | CF | |
| CH | метилидиновый радикал | 13 | CH |
| CN | цианоген радикал | 26 | CN, CN |
| CO | оксид углерода | 28 | CO |
| CP | Монофосфид углерода | 43 | — |
| CS | Моносульфид углерода | 44 | — |
| FeO | Оксид железа (II) | 82 | — |
| — | Ион гидрида гелия | 5 | HeH |
| H2 | Молекулярный водород | 2 | — |
| HCl | Хлороводород | 36,5 | HCl |
| HF | фтороводород | 20 | — |
| HO | гидроксильный радикал | 17 | OH |
| KCl | хлорид калия | 75,5 | — |
| NH | моногидрид азота | 15 | — |
| N2 | молекулярный азот | 28 | — |
| NO | оксид азота | 30 | NO |
| NS | Сероводород | 46 | — |
| NaCl | Хлорид натрия | 58,5 | — |
| — | Катион моногидрида магния | 25,3 | MgH |
| O2 | Молекулярный кислород | 32 | — |
| PN | Фосфор моно нитрид | 45 | — |
| PO | монооксид фосфора | 47 | — |
| SH | моногидрид серы | 33 | SH |
| SO | монооксид серы | 48 | SO |
| SiC | карборунд | 40 | — |
| SiN | мононитрид кремния | 42 | — |
| SiO | монооксид кремния | 44 | — |
| SiS | кремний моносульфид | 60 | — |
| TiO | Оксид титана | 63,9 | — |
Катион H. 3 - один из самых распространенных ионов во Вселенной. Впервые он был обнаружен в 1993 году. | Молекула | Обозначение | Масса | Ионы |
|---|---|---|---|
| AlNC | 53 | — | |
| AlOH | Гидроксид алюминия | 44 | — |
| C3 | Трикарбон | 36 | — |
| C2H | Этинильный радикал | 25 | — |
| CCN | 38 | — | |
| C2O | Моноксид углерода | 40 | — |
| C2S | Тиоксоэтенилиден | 56 | — |
| C2P | — | 55 | — |
| CO2 | Диоксид углерода | 44 | — |
| CaNC | 92 | — | |
| FeCN | 82 | — | |
| — | Протонированный молекулярный водород | 3 | H. 3 |
| H2C | Метиленовый радикал | 14 | — |
| — | Хлороний | 37,5 | H2Cl |
| H2O | Вода | 18 | H2O |
| HO2 | Гидропероксил | 33 | — |
| H2S | Сероводород | 34 | — |
| HCN | Цианистый водород | 27 | — |
| HNC | Изоцианид водорода | 27 | — |
| HCO | Формильный радикал | 29 | HCO |
| HCP | Фосфаэтин | 44 | — |
| HCS | 45 | HCS | |
| — | Диазенилий | 29 | HN. 2 |
| HNO | Нитроксил | 31 | — |
| — | 29 | HOC | |
| HSC | 45 | — | |
| KCN | Цианид калия | 65 | — |
| MgCN | 50 | — | |
| MgNC | 50 | — | |
| NH2 | Амино радикал | 16 | — |
| N2O | Закись азота | 44 | — |
| NaCN | Цианид натрия | 49 | — |
| NaOH | Гидроксид натрия | 40 | — |
| OCS | Карбонилсульфид | 60 | — |
| O3 | Озон | 48 | — |
| SO2 | Диоксид серы | 64 | — |
| c-SiC 2 | c-Дикарбид кремния | 52 | — |
| SiCSi | 68 | — | |
| SiCN | 54 | — | |
| SiNC | 54 | — | |
| TiO 2 | Диоксид титана | 79,9 | — |
Формальдегид представляет собой органическую молекулу, которая широко распространен в межзвездной среде. | Молекула | Обозначение | Масса | Ионы | |
|---|---|---|---|---|
| CH3 | Метильный радикал | 15 | — | |
| lC 3H | Пропинилидин | 37 | lC 3H | |
| cC 3H | 37 | — | ||
| C3N | Цианоэтинил | 50 | C3N | |
| C3O | моноксид трикарбона | 52 | — | |
| C3S | сульфид трикарбона | 68 | — | |
| — | гидроксоний | 19 | H3O | |
| C2H2 | ацетилен | 26 | — | |
| H2CN | метилен амидоген | 28 | H2CN | |
| H2CO | формальдегид | 30 | — | |
| H2CS | тиоформальдегид <54215>HCCN <54215>HCCO | 41 | — | |
| — | Протонированный цианистый водород | 28 | HCNH | |
| — | Протонированный диоксид углерода | 45 | HOCO | |
| HCNO | Фульминовая кислота | 43 | — | |
| HOCN | Циановая кислота | 43 | — | |
| CNCN | 52 | — | ||
| HOOH | Пероксид водорода | 34 | — | |
| HNCO | Изоциановая кислота | 43 | — | |
| HNCS | Изотиоциановая кислота | 59 | — | |
| NH3 | Аммиак | 17 | — | |
| HSCN | Тиоциановая кислота | 59 | — | |
| SiC 3 | 64 | — | ||
| HMgNC | 51,3 | — | ||
| HNO 2 | Азотистая кислота | 47 | — |
Метан, основной компонент природного газа, также был обнаружен на кометах и в атмосфере нескольких планет в Солнечной системе.| Молекула | Обозначение | Масса | Ионы |
|---|---|---|---|
| — | Аммоний ион | 18 | NH. 4 |
| CH4 | Метан | 16 | — |
| CH3O | Метоксильный радикал | 31 | — |
| cC 3H2 | Циклопропенилиден | 38 | — |
| l -H 2C3 | 38 | — | |
| H2CCN | Цианометил | 40 | — |
| H2C2O | Кетен | 42 | — |
| H2CNH | 29 | — | |
| HNCNH | Карбодиимид | 42 | — |
| — | Протонированный формальдегид | 31 | H2COH |
| C4H | Бутадиинил | 49 | C4H |
| HC3N | Цианоацетилен | 51 | — |
| HCC-NC | 51 | — | |
| HCOOH | Муравьиная кислота | 46 | — |
| NH2CN | Цианамид | 42 | — |
| NH2OH | Гидроксиламин | 37 | — |
| — | Протонированный цианоген | 53 | NCCNH |
| HC (O) CN | Цианоформальдегид | 55 | — |
| C5 | Линейный C 5 | 60 | — |
| SiC 4 | Кластер карбида кремния | 92 | — |
| SiH 4 | Силан | 32 | — |
В ISM формамид (см. Выше) может сочетаться с метиленом с образованием ацетамида.| Молекула | Обозначение | Масса | Ионы |
|---|---|---|---|
| cH 2C3O | Циклопропенон | 54 | — |
| E-HNCHCN | E- | 54 | — |
| C2H4 | Этилен | 28 | — |
| CH3CN | Ацетонитрил | 40 | — |
| CH3NC | Метилизоцианид | 40 | — |
| CH3OH | Метанол | 32 | — |
| CH3SH | Метантиол | 48 | — |
| 1H 2C4 | Диацетилен | 50 | — |
| — | Протонированный цианоацетилен | 52 | HC3NH |
| HCONH 2 | Формамид | 44 | — |
| C5H | Пентинилидин | 61 | — |
| C5N | 74 | — | |
| HC2CHO | Пропинал | 54 | — |
| HC4N | — | 63 | — |
| CH2CNH | Кетенимин | 40 | — |
| C5S | — | 92 | — |
Ацетальдегид (см. Выше) и его изомеры виниловый спирт и оксид этилена были обнаружены в межзвездном пространстве. | Молекула | Обозначение | Масса | Ионы |
|---|---|---|---|
| cC 2H4O | Окись этилена | 44 | — |
| CH3C2H | Метилацетилен | 40 | — |
| H3CNH 2 | Метиламин | 31 | — |
| CH2CHCN | Акрилонитрил | 53 | — |
| H2CHCOH | Виниловый спирт | 44 | — |
| C6H | Гексатриинильный радикал | 73 | C6H |
| HC4CN | Цианодиацетилен | 75 | — |
| HC4NC | 75 | — | |
| HC5O | — | 77 | — |
| CH3CHO | Ацетальдегид | 44 | — |
| CH3NCO | Метилизоцианат | 57 | — |
| HOCH 2CN | Гликолонитрил | 57 | — |
Радиосигнатура уксусной кислоты, соединения, обнаруженного в уксусе, было подтверждено в 1997 году. | Молекула | Обозначение | Масса |
|---|---|---|
| H3CC2CN | Метилцианоацетилен | 65 |
| HC3H2CN | 65 | |
| H2COHCHO | Гликолевый альдегид | 60 |
| HCOOCH 3 | Метилформиат | 60 |
| CH3COOH | Уксусная кислота | 60 |
| H2C6 | гексапентаенилиден | 74 |
| CH2CHCHO | пропенал | 56 |
| CH2CCHCN | 65 | |
| CH3CHNH | этанимин | 43 |
| C7H | радикал | 85 |
| NH2CH2CN | Аминоацетонитрил | 56 |
| (NH 2)2CO | Мочевина | 60 |
| Молекула | Обозначение | Масса | Ионы |
|---|---|---|---|
| CH3C4H | Метилдиацетилен | 64 | — |
| CH3OCH 3 | Диметиловый эфир | 46 | — |
| CH3CH2CN | Пропионитрил | 55 | — |
| CH3CONH 2 | Ацетами de | 59 | — |
| CH3CH2OH | Этанол | 46 | — |
| C8H | Октатетраинильный радикал | 97 | C8H |
| HC7N | Цианогексатриин или Цианотриацетилен | 99 | — |
| CH3CHCH 2 | Пропилен (пропен) | 42 | — |
| CH3CH2SH | Этилмеркаптан | 62 | — |
| CH3NHCHO | N-метилформамид |
Ряд химикатов, производных полиинов, входят в число самых тяжелых молекул, обнаруживаемых в межзвездной среде. | Атомы | Молекула | Обозначение | Масса | Ионы |
|---|---|---|---|---|
| 10 | (CH 3)2CO | Ацетон | 58 | — |
| 10 | (CH 2 OH) 2 | Этиленгликоль | 62 | — |
| 10 | CH3CH2CHO | Пропанал | 58 | — |
| 10 | CH3OCH 2OH | Метоксиметанол | 62 | — |
| 10 | CH3C5N | Метилцианодиацетилен | 89 | — |
| 10 | CH3CHCH 2O | Пропиленоксид | 58 | — |
| 11 | HC8CN | Цианотетраацетилен | 123 | — |
| 11 | C2H5OCHO | Этилформиат | 74 | — |
| 11 | CH3COOCH 3 | Метилацетат | 74 | — |
| 11 | CH3C6H | Метилтриацетилен | 88 | — |
| 12 | C6H6 | Бензол | 78 | — |
| 12 | C3H7CN | н-пропилцианид | 69 | — |
| 12 | (CH 3)2CHCN | изопропилцианид | 69 | — |
| 13 | C. 6H. 5CN | Бензонитрил | 104 | — |
| 13 | HC10CN | Цианопентаацетилен | 147 | — |
| 60 | C60 | Бакминстерфуллерен. (C60фуллерен) | 720 | C. 60 |
| 70 | C70 | C70фуллерен | 840 | — |
Все эти молекулы содержат один или несколько атомов дейтерия, более тяжелых изотоп из водород.
| Атомы | Молекула | Обозначение |
|---|---|---|
| 2 | HD | Дейтерид водорода |
| 3 | H2D, HD. 2 | Трехводородный катион |
| 3 | HDO, D 2O | Тяжелая вода |
| 3 | DCN | Цианид водорода |
| 3 | DCO | Формильный радикал |
| 3 | DNC | Изоцианид водорода |
| 3 | N2D | — |
| 4 | NH2D, NHD 2, ND 3 | Аммиак |
| 4 | HDCO, D 2CO | формальдегид |
| 4 | DNCO | изоциановая кислота |
| 5 | NH3D | ион аммония |
| 6 | NH. 2CDO; NHDCHO | Формамид |
| 7 | CH2DCCH, CH 3 CCD | Метилацетилен |
Доказательства существования следующих молекул были опубликованы в научных литературы, но обнаружение либо описывается авторами как предварительное, либо оспаривается другими исследователями. Они ждут независимого подтверждения.
| Атомы | Молекула | Обозначение |
|---|---|---|
| 2 | SiH | Силилидин |
| 4 | PH3 | Фосфин |
| 4 | MgCCH | |
| 4 | NCCP | Цианофосфатин |
| 5 | H2NCO | — |
| 4 | SiH 3CN | |
| 10 | H2NCH 2 COOH | Глицин |
| 12 | CO (CH 2 OH) 2 | Дигидроксиацетон |
| 12 | C2H5OCH 3 | Этилметиловый эфир |
| 18 | C. 10H. 8 | Нафталин катион |
| 24 | C24 | Графен |
| 24 | C14H10 | Антрацен |
| 26 | C16H10 | Пирен |
