Czym jest astrochemia?

Astrochemia bada skład i reakcje atomów, cząsteczek i jonów w przestrzeni. Jest to dyscyplina naukowa łącząca wiedzę z zakresu chemii i astronomii.

Ponadto astrochemia bada powstawanie pyłu kosmicznego i pierwiastków chemicznych we Wszechświecie, analizując promieniowanie elektromagnetyczne ciał niebieskich.

Innym ważnym tematem astrochemii jest badanie prebiotycznej chemii organicznej w celu zrozumienia pochodzenia życia na Ziemi.

Od dawna człowiek zawsze czuł podziw i ciekawość przestrzeni: bogowie, teorie i pomniki przypisywano kosmosowi z zamiarem wyjaśnienia tego, co jest obecnie szczegółowo opisane dzięki tej nauce zwanej astrochemią.

Radioastronomia i spektroskopia to główne techniki stosowane przez astrochemików do wykonywania międzygwiezdnych analiz materii.

Jak działa astrochemia?

Pierwszym krokiem jest zidentyfikowanie elementu w przestrzeni: analogicznie do odcisku palca, możliwe jest zidentyfikowanie pierwiastka chemicznego w przestrzeni dzięki odbijanemu promieniowaniu w funkcji długości fali; to znaczy dzięki swojemu podpisowi widmowemu (niepowtarzalnemu i niepowtarzalnemu).

Następnie te informacje muszą zostać zweryfikowane: jeśli wspomniana sygnatura widmowa została już przeanalizowana w laboratoriach za pomocą technik spektroskopowych, wówczas cząsteczkę emitującą można zidentyfikować bez problemów. W przeciwnym razie konieczne będzie zastosowanie nowych badań chemicznych w laboratoriach.

Wreszcie, jeśli ktoś chce zrozumieć funkcjonowanie cząsteczki, musi uciekać się do modeli chemicznych i eksperymentów laboratoryjnych przeprowadzanych w komorach o ultra wysokiej próżni. Kamery te symulują ekstremalne warunki występujące w ośrodku gwiazdowym, takie jak:

• Powstawanie lodu na powierzchniach ziaren pyłu.
• Agregacja cząsteczek do ziaren pyłu.
• Powstawanie ziaren pyłu w atmosferach rozwiniętych gwiazd.

Wszystkie te badania astrochemii pomagają zrozumieć powstawanie planet, gwiazd i oczywiście pochodzenia życia na Ziemi.

Obszary astrochemii

Astrochemia to stosunkowo nowy obszar, który głównie bada molekuły (tworzenie, zniszczenie i obfitość) w różnych środowiskach. Te środowiska mogą być:

• Atmosfery planetarne
• Latawce
• Dyski protoplanetarne.
• Regiony narodzin gwiazd.
• Chmury molekularne.
• Mgławice planetarne
• Itd.

W zależności od (fizykochemicznych) warunków środowiska cząsteczki będą w fazie gazowej lub skondensowanej.

Astrochemię można podzielić na trzy podobszary, które są:

1. Astrochemia obserwacji.
2. Astrochemia teoretyczna.
3. Eksperymentalna astrochemia

1- Astrochemia obserwacyjna

Głównie cząsteczki są obserwowane przez długość fal radiowych i podczerwonych. W długości fali milimetrów znaleziono wiele cech jonowych i neutralnych gatunków molekularnych.

W tym celu wykorzystuje się sprzęt, który osiąga wysoką czułość i rozdzielczość kątową, umożliwiając identyfikację dużej liczby cząsteczek i mapowanie cząsteczek prebiotycznych.

2- Astrochemia teoretyczna

Głównym wyzwaniem astrochemii teoretycznej jest uwzględnienie złożoności reakcji chemicznych zachodzących na powierzchni cząstek i ziaren pyłu.

Niektóre z pytań badanych w astrochemii teoretycznej są następujące:

• Główne reakcje chemiczne na określonej wysokości w atmosferze planety.
• Ewolucja chemiczna chmury molekularnej na podstawie początkowych obfitości atomowych czasu.

Na podstawie obserwacji opracowano modele opisujące różne scenariusze chemiczne lub fizykochemiczne.

3- Eksperymentalna astrochemia

Eksperymentalna astrochemia to multidyscyplinarna nauka badająca obecność, powstawanie i przetrwanie cząsteczek w różnych środowiskach.

Badania te są przeprowadzane poprzez eksperymenty laboratoryjne, w których przetwarzane są proste cząsteczki, tworząc organiczne cząsteczki prebiotyczne. W tych eksperymentach zaangażowane są fazy gazowe i skondensowane:

1. Eksperymenty z udziałem fazy gazowej : symulowane środowiska astrofizyczne zawierające związki chemiczne w fazie gazowej, takie jak atmosfera planet, komet i gazowy składnik ośrodka międzygwiazdowego.
2. Eksperymenty z udziałem fazy skondensowanej : badane są środowiska w niskich temperaturach. Temperatury te wahają się od dziesięciu do stu Kelwinów (przykład: ziarna pyłu w dyskach protoplanetarnych).

Oprócz wspomnianej wyżej astrochemii eksperymentalnej badane są również księżyce, asteroidy, zamarznięte powierzchnie planet itp.

ALMA: największy projekt astronomiczny na świecie

Atacama Large Millimeter / submillimeter Array lub ALMA to największy projekt astronomiczny na świecie przeprowadzony przez międzynarodowe stowarzyszenie obejmujące Amerykę Północną, Europę i część Azji we współpracy z Chile.

Jest to interferometr (instrument optyczny) składający się z sześćdziesięciu sześciu anten zaprojektowanych do obserwacji długości fal milimetrowych i submilimetrowych; to znaczy, uzyskaj bardzo szczegółowe obrazy planet i gwiazd po urodzeniu.

Ten projekt został zbudowany w Chile (Pustynia Atacama) i chociaż został otwarty w marcu 2013 r., Pierwsze zdjęcia opublikowane przez prasę miały miejsce w październiku 2011 r.

W syntezie

Nauka ta ma swoje początki w roku 1963 i od tego czasu ewoluowała bardzo dużo, dzięki badaniom materiałów zebranych przez rakiety, satelitów wysyłanych na inne planety i postępowi w dziedzinie radioastronomii (badanie ciał niebieskich za pomocą długości fali).

Dzięki astrochemii można było poznać skład chemiczny wielu materiałów w przestrzeni, co pomaga zrozumieć mechanizmy ewolucji planety Ziemia (i wielu innych planet).

Ponadto za pomocą astrochemii odkryto podobieństwa między Ziemią a innymi planetami, takie jak skaliste powierzchnie pochodzące z pierwiastków chemicznych, takich jak żelazo i magnez.

Referencje

1. Ardao, A. (1983). Przestrzeń i inteligencja . Caracas: Równonoc.
2. Uniwersytet w Barcelonie. (2003). Vocabulari fizyki: català, castellà, anglès . Barcelona: Servei de Llengua kataloński Universitat de Barcelona.
3. Ibáñez, C. & García, A. (2009). Fizyka i chemia na wzgórzu Chopos: 75 lat badań w budynku „Rockefeller” CSIC (1932-2007) Madryt: Wyższa Rada Badań Naukowych.
4. Wikipedia. (2011). Applied Chemistry: Astrochemistry, Biochemistry, Applied Biochemistry, Geochemistry, Chemical Engineering, Environmental Chemistry, Industrial Chemistry. www.wikipedia.org: Książki ogólne.
5. González M .. (2010). Astrochemia 2010, z //quimica.laguia2000.com Strona internetowa: //quimica.laguia2000.com/quimica-organica/astroquimica
6. Wikipedia. (2013). Dyscypliny astronomii: astrobiologia, astrofizyka, astrogeologia, astrometria, astronomia obserwacyjna, astrochemia, gnomoniczna, mechanika Cele. www.wikipedia.org: Książki ogólne.