Il astrochimica è la branca dell'astronomia che combina chimica, astronomia e fisica per spiegare il comportamento della materia a livello molecolare, nelle varie condizioni che prevalgono nello spazio.
Gli elementi chimici al di fuori della Terra sono presenti anche sul nostro pianeta. Tuttavia, il modo in cui si combinano e le forme che i composti assumono differiscono da quelli osservati qui..
Questo perché le condizioni dello spazio come pressione, temperatura e livello di esposizione alle radiazioni sono molto diverse. Questa varietà di ambienti estremi fa sì che gli elementi si comportino in modi inaspettati.
Pertanto, gli astrochimici studiano i corpi celesti, cercano molecole nelle stelle e nei pianeti e analizzano il loro comportamento per spiegare le loro proprietà, usando la luce e altre radiazioni elettromagnetiche..
Sfruttano anche i dati raccolti dalle missioni spaziali e, quando se ne presenta l'occasione, utilizzano anche meteoriti e la grande quantità di polvere cosmica che arriva nelle immediate vicinanze..
Con tutte queste informazioni si progettano simulazioni e si cerca di riprodurre vari ambienti in laboratorio. Dalle osservazioni ottenute, sviluppano modelli per descrivere non solo l'origine, ma anche le condizioni fisiche e chimiche nei diversi luoghi dell'universo..
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Nel 1937 gli scienziati trovarono le prove dei primi composti al di fuori della Terra: alcuni idrocarburi e lo ione cianuro CN. Naturalmente era già nota la presenza di atomi, ma non di sostanze più complesse.
Tuttavia, l'interesse dei chimici per la composizione dell'ambiente extraterrestre risale a molto più lontano..
La scoperta delle prime molecole nello spazio avvenne grazie a tecniche spettroscopiche, sviluppate dagli esperimenti del fisico e ottico tedesco Joseph Fraunhofer (1787-1826) nel 1814.
Fraunhofer ha analizzato la luce che passa attraverso sostanze comuni come il sale da cucina ed è stato sorpreso di vedere che hanno lasciato la loro firma unica sotto forma di linee di assorbimento scure lì nella luce..
Così, gli scienziati sono presto riusciti a scoprire la composizione chimica delle sostanze analizzando la luce che le attraversa, una disciplina che hanno chiamato spettroscopia.
Questo fisico tedesco divenne forse il primo astrochimico della storia, perché quando inventò lo spettroscopio non esitò a dirigerlo verso altre fonti di luce: il Sole, Sirio e altre stelle, scoprendo che ognuna aveva uno schema di luce distintivo.
Intorno al 1938, il chimico svizzero Victor Goldschmidt osservò, dopo aver analizzato la composizione dei meteoriti, che i minerali di origine extraterrestre presentavano alcune differenze con quelli terrestri..
Questo perché, sebbene fossero costituiti dagli stessi elementi, le condizioni della loro formazione erano notevolmente differenti..
Da allora sempre più composti chimici sono apparsi nello spazio da quelle prime molecole dell'inizio del XX secolo. Uno molto importante scoperto negli anni '60 è il radicale OH, seguito da formaldeide, monossido di carbonio e acqua. Tutte queste scoperte sono dovute all'astrochimica.
Anche quest'ultima molecola, quella dell'acqua, è molto importante, poiché sapere che la sua esistenza è relativamente frequente in altri luoghi, oltre alla Terra, aumenta le probabilità di futuri insediamenti umani su altri pianeti..
Oggi gli astrochimici devono affrontare un compito affascinante: scoprire tutto sulla chimica degli esopianeti. Il numero di esopianeti scoperti aumenta ogni anno.
Gli oggetti di studio dell'astrochimica sono gli elementi e composti presenti nello spazio e in altri corpi celesti oltre alla Terra, le loro interazioni e gli effetti che la radiazione elettromagnetica ha su di essi..
Gli esperimenti sulla polvere cosmica sono stati condotti nei laboratori di ricerca di astrochimica della NASA.
Per fare questo, i ricercatori hanno simulato la polvere interstellare condensata in prossimità delle stelle, combinando sostanze chimiche in una fornace, da cui hanno estratto i silicati in polvere.
L'idea era di osservare le trasformazioni di questa similitudine della polvere cosmica, sia in presenza che in assenza di luce. E hanno scoperto che in condizioni simili a quelle dello spazio interstellare, è possibile creare centinaia di nuovi composti..
In astrochimica, le tecniche di chimica sperimentale vengono applicate per analizzare i campioni, se tenuti a portata di mano. Di solito arrivano con meteoriti, che sono molto apprezzati in quanto offrono l'opportunità di analizzare direttamente un oggetto che non si è formato sulla Terra..
Quindi, il lavoro in astrochimica è generalmente diviso in due grandi aree di lavoro. Prima di passare a descriverle, va notato che non si tratta di una divisione rigorosa, poiché l'astrochimica è una scienza totalmente interdisciplinare:
È la branca dell'astrochimica incaricata di studiare gli isotopi e i composti presenti nel sistema solare, utilizzando tecniche sperimentali per analizzare tutta la materia extraterrestre che riesce a raggiungere la Terra..
Questi materiali includono meteoriti, che sono frammenti di corpi celesti appartenenti al sistema solare, così come la polvere cosmica in continua caduta e le rocce lunari portate dalle missioni spaziali..
Fanno anche uso di tutti i dati recuperati da queste missioni spaziali. Con tutte queste informazioni, gli astrochimici creano modelli e li controllano attraverso simulazioni al computer.,
Con questo cercano di spiegare la formazione degli elementi e dei composti rilevati. Elaborano così un panorama descrittivo dei meccanismi che li hanno generati.
Questo è il nome dato allo studio degli elementi e dei composti presenti nel mezzo interstellare e alla loro interazione con la radiazione elettromagnetica, di cui la luce visibile è solo una parte..
Ed è che non solo la luce visibile porta informazioni sul mezzo attraverso il quale passa, ma anche altre radiazioni..
Queste informazioni vengono utilizzate anche per simulazioni al computer ed esperimenti di laboratorio controllati. Da lì nascono nuove teorie sulla formazione delle stelle e dei sistemi planetari..
Tra le principali tecniche utilizzate in astrochimica ci sono:
È la tecnica che analizza la luce che passa attraverso il mezzo interstellare, così come quella prodotta dalle stelle. In questa luce è la traccia dell'identità dei composti presenti nel mezzo.
Si concentra sulla radiazione elettromagnetica dai corpi celesti a lunghezze d'onda radio.
Per catturare segnali radio vengono utilizzati radiotelescopi dotati di antenne amplificatrici, grazie ai quali è stato possibile rilevare la presenza di numerosi composti organici ed inorganici.
La radiazione infrarossa rivela la presenza di lunghezze d'onda caratteristiche di alcuni composti, in particolare minerali.
Viene catturato da speciali telescopi a infrarossi situati sulla cima di alte montagne o da rilevatori posti su satelliti artificiali, poiché l'atmosfera terrestre assorbe quasi tutta la radiazione infrarossa dallo spazio..
La polvere cosmica è trasparente alla radiazione infrarossa, quindi utilizzandola rivela strutture che altrimenti resterebbero nascoste, come il centro della galassia, per esempio..
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