Cos'è l'astrochimica?

L'astrochimica studia la composizione e le reazioni di atomi, molecole e ioni nello spazio. È una disciplina scientifica che combina la conoscenza della chimica e dell'astronomia.

Inoltre, l'astrochimica indaga la formazione della polvere cosmica e degli elementi chimici nell'universo analizzando la radiazione elettromagnetica dei corpi celesti.

Un altro importante argomento dell'astrochimica è lo studio della chimica organica prebiotica per comprendere l'origine della vita sulla Terra.

Per molto tempo l'uomo ha sempre provato ammirazione e curiosità per lo spazio: divinità, teorie e monumenti sono stati attribuiti al cosmo con l'intenzione di essere in grado di spiegarlo, qualcosa che è attualmente dettagliato in profondità grazie a questa scienza chiamata astrochimica.

La radioastronomia e la spettroscopia sono le principali tecniche utilizzate dagli astrochimici per eseguire analisi della materia interstellare.

Come funziona l'astrochimica?

Il primo passo è identificare un elemento nello spazio: analogo all'impronta digitale, è possibile identificare un elemento chimico nello spazio grazie alla radiazione riflessa in funzione della lunghezza d'onda; cioè grazie alla sua firma spettrale (unica e irripetibile).

Quindi, tale informazione deve essere verificata: se detta firma spettrale è già stata analizzata nei laboratori mediante tecniche di spettroscopia, la molecola emittente potrebbe essere identificata senza problemi. Altrimenti, sarà necessario ricorrere a nuovi studi chimici nei laboratori.

Infine, se si vuole capire il funzionamento della molecola, si deve ricorrere a modelli chimici e esperimenti di laboratorio effettuati in camere a ultra-alto vuoto. Queste telecamere simulano condizioni estreme che esistono nel mezzo stellare, come ad esempio:

• Formazione di ghiaccio sulle superfici dei granelli di polvere.
• Aggregazione di molecole in polvere.
• Formazione di granelli di polvere nelle atmosfere delle stelle evolute.

Tutti questi studi di astrochimica aiutano a capire la formazione dei pianeti, delle stelle e, naturalmente, l'origine della vita sulla Terra.

Aree di astrochimica

L'astrochimica è un'area relativamente nuova, che studia principalmente molecole (formazione, distruzione e abbondanza) in diversi ambienti. Questi ambienti possono essere:

• Atmosfere planetarie
• comete
• Dischi protoplanetari.
• Star Birth Regions.
• Nubi molecolari
• Nebulose planetarie
• Eccetera

A seconda delle condizioni (fisico-chimiche) degli ambienti, le molecole saranno in fase gassosa o condensata.

Puoi dividere l'astrochimica in tre sotto-aree, che sono:

1. Astrochimica di osservazione.
2. Astrochimica teorica.
3. Astrochimica sperimentale

1- Astrochimica osservazionale

Principalmente, le molecole sono osservate dalla lunghezza della radio e delle onde infrarosse. Nella lunghezza d'onda dei millimetri, si trovano molte caratteristiche delle specie molecolari ioniche e neutre.

Per questo, viene utilizzata un'apparecchiatura che raggiunge un'elevata sensibilità e risoluzione angolare, consentendo l'identificazione di un gran numero di molecole e la mappatura delle molecole prebiotiche.

2- Astrochimica teorica

La principale sfida dell'astrochimica teorica è incorporare la complessità delle reazioni chimiche che avvengono sulla superficie delle particelle e dei granelli di polvere.

Alcune delle domande studiate in astrochimica teorica sono le seguenti:

• Le principali reazioni chimiche ad una certa altitudine nell'atmosfera di un pianeta.
• L'evoluzione chimica della nube molecolare basata sulle abbondanze atomiche iniziali del tempo.

Dalle osservazioni, i modelli sono sviluppati per descrivere diversi scenari chimici o fisico-chimici.

3- Astrochimica sperimentale

L'astrochimica sperimentale è una scienza multidisciplinare che indaga la presenza, la formazione e la sopravvivenza di molecole in diversi ambienti.

Questa ricerca viene condotta attraverso esperimenti di laboratorio, in cui vengono lavorate molecole semplici, formando molecole prebiotiche organiche. In questi esperimenti sono coinvolte le fasi gassose e condensate:

1. Esperimenti che riguardano la fase gassosa : ambienti astrofisici simulati contenenti specie chimiche nella fase gassosa, come l'atmosfera dei pianeti, le comete e la componente gassosa del mezzo interstellare.
2. Esperimenti che coinvolgono la fase condensata : vengono esaminati gli ambienti che si trovano a basse temperature. Queste temperature oscillano tra dieci e cento Kelvin (esempio: granelli di polvere in dischi protoplanetari).

Oltre alla già menzionata, l'astrochimica sperimentale studia anche lune, asteroidi, superfici ghiacciate di pianeti, ecc.

ALMA: il più grande progetto astronomico al mondo

L'Atacama Large Millimeter / submillimeter Array o ALMA è il più grande progetto astronomico al mondo realizzato da un'associazione internazionale che comprende il Nord America, l'Europa e parte dell'Asia in collaborazione con il Cile.

È un interferometro (strumento ottico) composto da sessantasei antenne progettate per osservare lunghezze d'onda millimetriche e submillimetriche; cioè, ottenere immagini molto dettagliate di pianeti e stelle alla nascita.

Questo progetto è stato costruito in Cile (Deserto di Atacama) e sebbene sia stato inaugurato nel marzo del 2013, le prime immagini pubblicate dalla stampa sono state nell'ottobre 2011.

In sintesi

Questa scienza ha le sue origini nell'anno 1963 e da allora si è evoluta molto, grazie allo studio dei materiali raccolti dai razzi, ai satelliti inviati ad altri pianeti e all'avanzato nel campo della radioastronomia (studio dei corpi celesti mediante della lunghezza d'onda).

Attraverso l'astrochimica è stato possibile conoscere la composizione chimica di molti materiali nello spazio, il che aiuta a comprendere i meccanismi dell'evoluzione del pianeta Terra (e di molti altri pianeti).

Inoltre, per mezzo dell'astrochimica, sono state scoperte similitudini tra la Terra e altri pianeti, come le superfici rocciose originate da elementi chimici come ferro e magnesio.

riferimenti

1. Ardao, A. (1983). Spazio e intelligenza . Caracas: Equinox.
2. Università di Barcellona. (2003). Vocabolari di fisica: català, castellà, anglès . Barcellona: Servei de Llengua Catalan dell'Universitat de Barcelona.
3. Ibáñez, C. & García, A. (2009). Fisica e chimica nella collina di Chopos: 75 anni di ricerca nell'edificio «Rockefeller» del CSIC (1932-2007) Madrid: Consiglio superiore di ricerca scientifica.
4. Wikipedia. (2011). Chimica applicata: Astrochimica, Biochimica, Biochimica applicata, Geochimica, Ingegneria chimica, Chimica ambientale, Chimica industriale. www.wikipedia.org: Libri generali.
5. González M .. (2010). Astrochimica. 2010, dal sito //quimica.laguia2000.com: //quimica.laguia2000.com/quimica-organica/astroquimica
6. Wikipedia. (2013). Discipline di Astronomia: Astrobiologia, Astrofisica, Astrogeologia, Astrometria, Astronomia osservativa, Astrochimica, Gnomonica, Meccanica Cele. www.wikipedia.org: Libri generali.