De astrochemie is de tak van astronomie die scheikunde, astronomie en natuurkunde combineert om het gedrag van materie op moleculair niveau te verklaren, onder de verschillende omstandigheden die in de ruimte heersen.
Chemische elementen buiten de aarde zijn ook aanwezig op onze planeet. De manier waarop ze worden gecombineerd en de vormen die de verbindingen aannemen, verschillen echter van die welke hier worden waargenomen..
Dit komt doordat de omstandigheden in de ruimte, zoals druk, temperatuur en niveau van blootstelling aan straling, heel verschillend zijn. Deze verscheidenheid aan extreme omgevingen zorgt ervoor dat elementen zich op onverwachte manieren gedragen.
Astrochemici bestuderen dus hemellichamen, zoeken naar moleculen in sterren en planeten en analyseren hun gedrag om hun eigenschappen te verklaren met behulp van licht en andere elektromagnetische straling..
Ze profiteren ook van de gegevens die door ruimtemissies worden verzameld, en wanneer de gelegenheid zich voordoet, gebruiken ze ook meteorieten en de grote hoeveelheid kosmisch stof die de directe omgeving bereikt..
Met al deze informatie worden simulaties ontworpen en wordt geprobeerd om verschillende omgevingen in het laboratorium te reproduceren. Op basis van de verkregen waarnemingen ontwikkelen ze modellen om niet alleen de oorsprong te beschrijven, maar ook de fysische en chemische omstandigheden op verschillende plaatsen in het universum..
Artikel index
In 1937 vonden wetenschappers bewijs van de eerste verbindingen buiten de aarde: sommige koolwaterstoffen en het cyanide-ion CN. De aanwezigheid van atomen was natuurlijk al bekend, maar van complexere stoffen niet.
De belangstelling van chemici voor de samenstelling van de buitenaardse omgeving gaat echter veel verder terug..
De ontdekking van de eerste moleculen in de ruimte vond plaats dankzij spectroscopische technieken, ontwikkeld door de experimenten van de Duitse natuurkundige en opticien Joseph Fraunhofer (1787-1826) in 1814.
Fraunhofer analyseerde het licht dat door gewone stoffen zoals keukenzout ging en was verrast om te zien dat ze hun unieke handtekening achterlieten in de vorm van donkere absorptielijnen daar in het licht..
Zo slaagden wetenschappers er al snel in om de chemische samenstelling van stoffen te achterhalen door het licht dat erdoorheen gaat te analyseren, een discipline die ze noemden spectroscopie.
Deze Duitse natuurkundige werd misschien wel de eerste astrochemicus in de geschiedenis, want toen hij de spectroscoop uitvond, aarzelde hij niet om deze op andere lichtbronnen te richten: de zon, Sirius en andere sterren, en ontdekte dat ze elk een eigen lichtpatroon hadden..
Rond 1938 merkte de Zwitserse chemicus Victor Goldschmidt, na analyse van de samenstelling van meteorieten, op dat de mineralen van buitenaardse oorsprong bepaalde verschillen hadden met de aardse..
Dit komt omdat, hoewel ze uit dezelfde elementen bestonden, de omstandigheden van hun vorming opmerkelijk verschillend waren..
Sinds die tijd zijn er steeds meer chemische verbindingen in de ruimte verschenen sinds die eerste moleculen van het begin van de 20e eeuw. Een zeer belangrijke die in de jaren zestig werd ontdekt, is de OH-radicaal, gevolgd door formaldehyde, koolmonoxide en water. Al deze ontdekkingen zijn te danken aan astrochemie.
Dit laatste molecuul, dat van water, is ook erg belangrijk, aangezien de wetenschap dat het relatief vaak voorkomt op andere plaatsen, behalve op de aarde, de kansen op toekomstige menselijke nederzettingen op andere planeten vergroot..
Tegenwoordig staan astrochemici voor een fascinerende taak: alles te weten komen over de chemie van exoplaneten. Het aantal ontdekte exoplaneten neemt elk jaar toe.
De studieobjecten van de astrochemie zijn de elementen en verbindingen die aanwezig zijn in de ruimte en andere hemellichamen behalve de aarde, hun interacties en de effecten die elektromagnetische straling daarop heeft..
Kosmische stofexperimenten werden uitgevoerd in astrochemische onderzoekslaboratoria van de NASA.
Om dit te doen, simuleerden de onderzoekers gecondenseerd interstellair stof in de buurt van sterren, waarbij ze chemicaliën in een oven combineerden, waaruit ze poedervormige silicaten haalden.
Het idee was om de transformaties van deze vergelijking van kosmisch stof te observeren, zowel in aanwezigheid als in afwezigheid van licht. En ze ontdekten dat het onder omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die van de interstellaire ruimte, mogelijk is om honderden nieuwe verbindingen te creëren..
In de astrochemie worden de technieken van de experimentele chemie toegepast om de monsters te analyseren, als ze bij de hand worden gehouden. Ze arriveren meestal met meteorieten, die zeer gewaardeerd worden omdat ze de mogelijkheid bieden om een object dat zich niet op aarde heeft gevormd direct te analyseren..
Daarom is het werk in de astrochemie over het algemeen verdeeld in twee grote werkgebieden. Voordat we ze gaan beschrijven, moet worden opgemerkt dat het geen rigoureuze indeling is, aangezien astrochemie een volledig interdisciplinaire wetenschap is:
Het is de tak van de astrochemie die verantwoordelijk is voor het bestuderen van de isotopen en verbindingen die aanwezig zijn in het zonnestelsel, met behulp van experimentele technieken om alle buitenaardse materie te analyseren die erin slaagt de aarde te bereiken..
Deze materialen omvatten meteorieten, fragmenten van hemellichamen die tot het zonnestelsel behoren, evenals het continu vallende kosmische stof en maangesteenten die door ruimtemissies worden meegebracht..
Ze maken ook gebruik van alle gegevens die door deze ruimtemissies zijn hersteld. Met al deze informatie maken astrochemici modellen en controleren ze via computersimulaties.,
Hiermee proberen ze de vorming van de gedetecteerde elementen en verbindingen te verklaren. Zo werken ze een beschrijvend panorama uit van de mechanismen die ze hebben doen ontstaan.
Dit is de naam die wordt gegeven aan het onderzoek naar de elementen en verbindingen die aanwezig zijn in het interstellaire medium, en hun interactie met elektromagnetische straling, waarvan zichtbaar licht slechts een onderdeel is..
En het is dat niet alleen zichtbaar licht informatie geeft over het medium waar het doorheen gaat, maar ook andere stralingen..
Deze informatie wordt ook gebruikt voor computersimulaties en gecontroleerde laboratoriumexperimenten. Van daaruit ontstaan nieuwe theorieën over de vorming van sterren en planetenstelsels..
Tot de belangrijkste technieken die in de astrochemie worden gebruikt, behoren:
Het is de techniek die het licht analyseert dat door het interstellaire medium gaat, evenals het licht dat door de sterren wordt geproduceerd. In dit licht is het spoor van de identiteit van de verbindingen die in het medium aanwezig zijn.
Richt zich op elektromagnetische straling van hemellichamen op radiogolflengten.
Radiotelescopen die zijn uitgerust met versterkende antennes worden gebruikt om radiosignalen op te vangen, waardoor het mogelijk is om de aanwezigheid van talrijke organische en anorganische verbindingen te detecteren.
Infraroodstraling onthult de aanwezigheid van karakteristieke golflengten van bepaalde verbindingen, vooral mineralen.
Het wordt opgevangen door speciale infraroodtelescopen op de top van hoge bergen of detectoren op kunstmatige satellieten, aangezien de atmosfeer van de aarde bijna alle infrarode straling uit de ruimte absorbeert..
Kosmisch stof is transparant voor infraroodstraling, dus door het te gebruiken, worden structuren zichtbaar die anders verborgen blijven, zoals bijvoorbeeld het centrum van de melkweg..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.