Czym jest astrochemia?



The astrochemia badać 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 dopracowane dzięki tej nauce zwanej astrochemią.

Głównymi technikami, które astroquímicos muszą zrozumieć, analizując materię międzygwiezdną, jest radioastronomia i spektroskopia.

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 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 gatunków jonowych i 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 są środowiska astrofizyczne zawierające związki chemiczne w fazie gazowej, takie jak atmosfera planet, komet i składnik gazowy ośrodka międzygwiezdnego.
  2. Eksperymenty obejmujące fazę skondensowaną: 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, realizowany 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 choć 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 1963 r. I od tego czasu ewoluowała bardzo dużo, dzięki badaniom materiałów zebranych przez rakiety, satelitów wysłanych 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 dzięki 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 de física: 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 „Rockefellera” CSIC (1932-2007. Madryt: Najwyższa 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, ze strony https://quimica.laguia2000.com: https://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.