Αστροχημεία

H ανάρτηση αφιερώνεται στον αγαπητό φίλο Παναγιώτη Κουτσομπόγερα.Aστροχημεία; Ίσως ακούγεται περίεργο, όμως η επιστημονική κοινότητα περιμένει πολλά από την αστροχημεία και αστροβιολογία σε συνεργασία με το James Web, τη συστοιχία ALMA ( Atacama Large Millimeter Array)των 66 συνδεδεμένων ραδιοτηλεσκοπίων στην έρημο Atacama της βόρειας Χιλής και το εργαστήριο πειραμάτων και προσομοιώσεων Laboratory Astrophysics and Astrochemistry της NASA. Το τι περιμένουμε ας το δούμε πιό κάτω.

Πρώτα μία … διαστημική άσκηση χημείας που υποσχέθηκα στον Παναγιώτη και στη συνέχεια λίγες πληροφορίες για ένα αντικείμενο που δεν έχω ασχοληθεί γιατί δεν έχω το βασικό υπόβαθρο από τη χημεία.

ΕΝΑ ΠΛΑΝΗΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΓΕΝΝΙΕΤΑΙ

Ένας πυκνός σφαιρικός πυρήνας μέσα σε ένα γιγαντιαίο μοριακό νέφος διαμέτρου Δ = 2,5 ε.φ πιστοποιήθηκε μέσω της φασματικής γραμμής των 6 cm της φορμαλδεΰδης ότι περιέχει 200 μόρια Η₂/cm³. H % κ.β περιεκτικότητα του νέφους είναι: 90% Η₂ , 9% He και 1% σκόνη. Ο κάθε σφαιρικός κόκκος έχει διάμετρο 2 μ = 2χ10^-6 m και πυκνότητα ρ_κ = 1,5 g/cm³. Δίνονται:

Γραμμομοριακή μάζα Η₂ = 2 g/mole , γραμμομοριακή μάζα He = 4 g/mole , αριθμός Avogadro N_A = 6×10²³ μόρια/mole , μάζα ήλιου Μ_Η = 2χ10³⁰ kg, 1 ε.φ = 9,5χ10¹² km, όγκος σφαίρας V_σφ = όπου R η ακτίνα της σφαίρας. Ζητούνται:

Α)Η συνολική μάζα του νέφους και η πυκνότητά του….

Η ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΤΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ

ΛΙΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΣΤΡΟΧΗΜΕΙΑ 

Όταν τη δεκαετία του ’60 με τα ραδιοτηλεσκόπια αποτυπώθηκαν τα μόρια CO και HCHO στη μεσοαστρική ύλη η επιστημονική κοινότητα βρέθηκε απέναντι σε μία έκπληξη καθώς δεν περίμεναν χημικές ενώσεις έξω από τα αστέρια. Η συνέχεια όμως ήταν συγκλονιστική καθώς η μοριακή φασματοσκοπία  αποκάλυψε ένα μεγάλο πλήθος οργανικών κυρίως ενώσεων μέσα στο σχεδόν κενό της πολύ ψυχρής ( -263 ⁰C) και πολύ αραιής( 2χ10^-24 g/cm³) μεσοαστρικής μοριακής ύλης και σκόνης, από τις πιό απλές έως τις πιο σύνθετες πολυκυκλικές και αρωματικές οργανικές ενώσεις όπως θα δείτε στις παρακάτω εικόνες, ακόμα και το απλό αμινοξύ γλυκίνη αποτυπώθηκε στην μεσοαστρική ύλη.

 

 

Πιστεύω καταλάβατε ότι το διακύβευμα είναι να δοθεί μία απάντηση στο ερώτημα του πως δημιουργήθηκε η ζωή, καθώς οι οργανικές ενώσεις της μεσοαστρικής ύλης ατόφιες ή τροποποιημένες(πχ μεγάλο πλήθος αμινοξέων) καταγράφονται σε μετεωρίτες και κομήτες. Παράλληλα οι αστροβιολόγοι διερευνούν την ύπαρξη μορφών ζωής σε ακραία περιβάλοντα στη γη(πχ μικροοργανισμοί που ζουν σε βράχους στην παγωμένη έρημο Ross της Aνταρκτικής) καθώς και στον Άρη μέσω των ρομποτικών συσκευών στην επιφάνεια του πλανήτη αλλά και ύλης που θα συγκεντρώσει το Rover Perseverance και θα ελεγχθεί στα γήινα εργαστήρια. Το James Web θα αναλύσει την ατμόσφαιρα γνωστών εξωπλανητών ψάχνοντας για σημάδια που να μαρτυρούν την ύπαρξη ζωής στον πλανήτη. Οι αστροβιολόγοι και αστροχημικοί είναι γενικώς συγκρατημένοι, δεν είναι λίγοι αυτοί όμως που ισχυρίζονται ότι είναι ζήτημα χρόνου πλέον να αποδειχτεί η αβιογέννεση καθώς και η ύπαρξη ζωής στο ηλιακό μας σύστημα και πέραν αυτού. Ανάμεσα σε αυτούς τους λίγους είμαι και εγώ απλά από διαίσθηση καθώς δεν έχω τις γνώσεις που απαιτούνται για να τεκμηριώσω αυτή μου την άποψη.

Από την αστροχημεία περιμένουμε απαντήσεις για τις χημικές διεργασίες που συντελούνται στη μεσοαστρική ύλη και είναι άμεσα συνδεδεμένες με τη συμπεριφορά ενός μοριακού νέφους. Είναι εκπληκτικό το μέγεθος των ζητημάτων που επεξεργάζεται σήμερα η αστροχημεία. Όποιος ενδιαφέρεται μπορεί να βρεί άπειρο υλικό στο διαδίκτυο.