מהי אסטרוכימיה? - מַדָע - 2025

Astrochemistry לומד את ההרכב ואת התגובות של אטומים, מולקולות ויונים בחלל. זוהי תחום מדעי המשלב ידע בכימיה ואסטרונומיה.

יתר על כן, אסטרוכימיה חוקרת את היווצרותם של אבק קוסמי ויסודות כימיים ביקום על ידי ניתוח הקרינה האלקטרומגנטית של גופים שמימיים.

נושא חשוב נוסף באסטרוכימיה הוא חקר הכימיה האורגנית הפרביוטית על מנת להבין את מקור החיים על כדור הארץ.

במשך זמן רב האדם תמיד חש הערצה וסקרנות לחלל: האלים, התיאוריות והמונומנטים יוחסו לקוסמוס מתוך כוונה להיות מסוגל להסביר את זה, משהו שמפורט כעת לעומק בזכות המדע הזה שנקרא אסטרוכימיה.

הטכניקות העיקריות שיש לאסטרוכימאים לצורך ניתוח החומר הבין-כוכבי הן אסטרונומיה רדיו וספקטרוסקופיה.

איך אסטרוכימיה עובדת?

השלב הראשון הוא זיהוי אלמנט בחלל: באופן מקביל לטביעת האצבע, ניתן לזהות יסוד כימי בחלל בזכות הקרינה המשתקפת כפונקציה של אורך גל; כלומר בזכות חתימתו הספקטרלית (ייחודית ובלתי ניתנת להחזרה).

לאחר מכן, יש לאמת מידע זה: אם חתימת הספקטרום האמורה כבר נותחה במעבדות באמצעות טכניקות ספקטרוסקופיה, ניתן לזהות את המולקולה הפולטת ללא בעיות. אחרת, יהיה צורך לפנות למחקרים כימיים חדשים במעבדות.

לבסוף, אם ברצונכם להבין את תפקודה של המולקולה, עליכם לפנות למודלים כימיים וניסויים במעבדה המתבצעים בתאי ואקום במיוחד. מצלמות אלה מדמות תנאים קיצוניים הקיימים בסביבה הכוכבית, כגון:

• היווצרות קרח על משטחי גרגרי אבק.
• צבירת מולקולות לדגני אבק.
• היווצרות גרגרי אבק באטמוספרות של כוכבים שהתפתחו.

כל המחקרים הללו על אסטרוכימיה עוזרים להבנת היווצרות כוכבי לכת, כוכבים וכמובן את מקור החיים על כדור הארץ.

תחומי אסטרוכימיה

אסטרוכימיה היא תחום חדש יחסית, בעיקר חקר מולקולות (היווצרות, הרס ושפע) בסביבות שונות. סביבות אלה יכולות להיות:

• אווירה פלנטרית.
• עפיפונים
• דיסקים פרוטופלאנריים.
• אזורי לידת הכוכבים.
• עננים מולקולריים.
• ערפיליות פלנטריות.
• וכו.

בהתאם לתנאים (הפיזיקו-כימיים) של הסביבות, המולקולות יהיו בשלב הגז או המעובה.

ניתן לחלק את האסטרוכימיה לשלושה תחומי משנה שהם:

1. אסטרוכימיה תצפיתית.
2. אסטרוכימיה תיאורטית.
3. אסטרוכימיה ניסיונית.

1 - אסטרוכימיה תצפיתית

בעיקר נצפות מולקולות לאורך אורכי הגל הרדיו והאינפרא אדום. באורך הגל של מילימטרים נמצאים מאפיינים רבים של המין הניטרלי המוני והמולקולרי.

לשם כך משתמשים בציוד המשיג רגישות גבוהה וברזולוציה הזוויתית, המאפשר זיהוי של מספר רב של מולקולות ומיפוי של מולקולות פרביוטיות.

2- אסטרוכימיה תיאורטית

האתגר העיקרי של האסטרוכימיה התיאורטית הוא לשלב את המורכבות של התגובות הכימיות המתרחשות על פני חלקיקי אבק ודגנים.

כמה מהשאלות שנלמדו באסטרוכימיה תיאורטית הן אלה:

• התגובות הכימיות העיקריות בגובה מסוים בתוך האטמוספירה של כוכב לכת.
• ההתפתחות הכימית של הענן המולקולרי כפונקציה של שפע הזמן האטומי הראשוני.

מהתצפיות מפותחים מודלים המתארים תרחישים כימיים או פיזיקו-כימיים שונים.

3 - אסטרוכימיה ניסיונית

אסטרוכימיה ניסיונית היא מדע רב תחומי החוקר נוכחות, היווצרות והישרדות של מולקולות בסביבות שונות.

מחקר זה מתבצע באמצעות ניסויים במעבדה, שם מעובדות מולקולות פשוטות, ויוצרים מולקולות אורגניות פרה-ביוטיות. ניסויים אלה כוללים את שלבי הגז והמעובה:

1. ניסויים הכוללים את שלב הגז : מדומים סביבות אסטרופיזיות המכילות מינים כימיים בשלב הגז, כמו אטמוספרה של כוכבי לכת, שביטים ורכיב הגזים של המדיום הבין-כוכבי.
2. ניסויים הכוללים את השלב המרוכז : סביבות שנמצאות בטמפרטורות נמוכות נחקרות. טמפרטורות אלה הן בין עשר למאה קלווין (דוגמה: גרגרי אבק בדיסקים פרוטפלנטריים).

בנוסף לאמור לעיל, אסטרוכימיה ניסיונית חוקרת גם ירחים, אסטרואידים, משטחים קפואים של כוכבי לכת וכו '.

ALMA: הפרויקט האסטרונומי הגדול ביותר בעולם

מצפה כוכבים ALMA משותף (JAO) - מאת ESO / B. Tafreshi (twanight.org) (http://www.eso.org/public/images/potw1238a/), באמצעות Wikimedia Commons

מערך אטקמה גדול מילילימטר / תת-מילימטר או ALMA הוא הפרויקט האסטרונומי הגדול ביותר בעולם שבוצע על ידי אגודה בינלאומית המורכבת מצפון אמריקה, אירופה וחלק מאסיה בשיתוף עם צ'ילה.

זהו אינטרפרומטר (מכשיר אופטי) המורכב מששים ושש אנטנות המיועדות לתצפית באורך גל מילימטר ותחת מילימטר; כלומר להשיג תמונות מפורטות של כוכבי לכת וכוכבים בלידה.

פרויקט זה הוקם בצ'ילה (מדבר אטקמה) ולמרות שנחנך במרץ 2013, התמונות הראשונות שפרסמה העיתונות היו באוקטובר 2011.

לסיכום

מקורו של מדע זה בשנת 1963 ומאז הוא התפתח רבות, עקב חקר חומרים שנאספו על ידי רקטות, הלוויינים שנשלחו לכוכבי לכת אחרים וההתקדמות בתחום אסטרונומיה רדיו (חקר גופי שמים באמצעות אֹרֶך גַל).

באמצעות אסטרוכימיה ניתן היה לדעת את ההרכב הכימי של חומרים רבים בחלל, המסייע להבין את מנגנוני ההתפתחות של כדור הארץ (ושל כוכבי לכת רבים אחרים).

בנוסף, באמצעות אסטרוכימיה התגלו קווי דמיון בין כדור הארץ לכוכבי לכת אחרים, כמו משטחים סלעיים שמקורם ביסודות כימיים כמו ברזל ומגנזיום.

הפניות

1. ארדאו, א '(1983). מרחב ואינטליגנציה. קראקס: אקווינוקס.
2. אוניברסיטת ברצלונה. (2003). אוצר מילים לפיזיקה: קטאלה, קסטלה, אנגלה. ברצלונה: Servei de Llengua Catalana מאוניברסיטת ברצלונה.
3. Ibáñez, C. & García, A. (2009). פיסיקה וכימיה בקולינה דה לוס צפצפה: 75 שנות מחקר בבניין "רוקפלר" של ה- CSIC (2007-2007. מדריד: המועצה העליונה למחקר מדעי.
4. ויקיפדיה. (2011). כימיה יישומית: אסטרוכימיה, ביוכימיה, ביוכימיה יישומית, גיאוכימיה, הנדסה כימית, כימיה סביבתית, כימיה תעשייתית. www.wikipedia.org: ספרים כלליים.
5. González M .. (2010). אסטרוכימיה. 2010, מאת https://quimica.laguia2000.com אתר: https://quimica.laguia2000.com/quimica-organica/astroquimica
6. ויקיפדיה. (2013). תחומי אסטרונומיה: אסטרוביולוגיה, אסטרופיזיקה, אסטרוגולוגיה, אסטרומטריה, אסטרונומיה תצפיתית, אסטרוכימיה, גנומוניקה, מכניקת סלה. www.wikipedia.org: ספרים כלליים.