Astoquímica

Astroquímica é um campo da ciência estelar que se dedica a os estudos de fenômenos e reações químicas ocorrentes no espaço.

É a ciência que se baseia no estudo da química no espaço, mais especificamente no estudo das interações químicas entre os gases e as poeiras dispersas entre as estrelas.Durante muitos anos, a composição interestelar era desconhecida.A astronomia óptica apenas revelava a presença de estrelas, galáxias e nebulosas.Com o aparecimento da radioastronomia nas décadas de 50 e 60, onde anteriormente reinava a escuridão foram então detectadas inconcebíveis quantidades de gás.

A astroquímica é uma ciência nova no Brasil. Faz pouco tempo que um grupo de astrônomos, físicos e químicos se juntaram numa grande colaboração com o intuito de fazer crescer essa área da ciência, que já é bastante bem consolidada em outros países, principalmente nos Estados Unidos e na Europa.

Entre as instituições que participam deste projeto estão o Observatório do Valongo e o Instituto de Química, ambos da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e a Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio)

Neste trabalho, estudamos os efeitos do impacto de raios-X, elétrons energéticos e íons altamente energéticos em superfícies orgânicas condensadas. Dessa forma, simulamos os efeitos da radiação eletromagnética e de partículas carregadas de ventos estelares em ambientes astrofísicos em baixas temperaturas (como grãos interestelares e cometas). Para isso, fizemos uso de três técnicas  associadas à espectrometria de massas: Dessorção estimulada por fótons (PSD, Photon Stimulated Desorption), Dessorção estimulada por elétrons (ESD, Electron Stimulated Desorption) e espectrometria de massa por dessorção de plasma (PDMS, Plasma Desorption Mass Spectrometry).

 As superfícies utilizadas foram filmes de ácido fórmico, metanol e etanol condensados in situ, em regime de multicamadas, numa câmara de ultra-alto vácuo.

Espectros de massa de íons positivos e negativos foram obtidos usando diferentes energias, no caso das técnicas de PSD e ESD, visando observar a fragmentação e sobrevivência dessas moléculas de acordo com a energia. Como as energias utilizadas foram próximas à excitação/ionização de elétrons de camada interna (camada O1s), pode-se obter informações sobre os mecanismos de dessorção que ocorrem devido à dessorção estimulada por processo Auger e pelos elétrons secundários.

No caso da técnica de PDMS, os fragmentos de fissão (FF) que incidem na amostra possuem uma energia cinética média em torno de 65 MeV por impacto e uma distribuição de massas com o máximos em 108Tc (para fragmentos mais leves) e 144Cs (para os mais pesados). Essa técnica nos dá informações sobre a interação dos raios cósmicos com gelos astrofísicos. Também para essa técnica obtivemos espectros positivos e negativos, cujas massas variaram de 1 à 500 u.

A partir da técnica de PDMS, é possível obter os rendimentos de vários aglomerados moleculares (clusters) que são formados e estudar o comportamento desses clusters em função do aumento da massa. Comparações entre as técnicas empregadas indicam que a interação dos íons energéticos com as superfícies congeladas produz uma maior variedade de espécies iônicas do que quando usa-se fótons ou elétrons. Isto sugere que raios cósmicos e partículas altamente energéticas do vento solar, apesar de seus fluxos reduzidos comparados às partículas de menor energia, tiveram um importante papel na síntese de moléculas pré-bióticas.

Cosmoquímica é a ciência que estuda as composições químicas dos astros, como estrelas, planetas e suas luas. A espectroscopia é um dos métodos mais utilizados para se descobrir a composição dos astros, se faz emitindo uma radiação que torna uma frequência de onda, captada e analizada podemos desvendar a composição química.

O campo da geoquímica (química da terra) envolve o estudo da composição química da Terra e de outros planetas, processos químicos e reações que governam a composição de rochas, solos, corpos d'água continentais e dos oceanos, e dos ciclos de matéria e energia que transportam os componentes químicos da Terra pelo tempo e espaço. A geoquímica é um ramo da geologia e da química, mas que se presta imensamente a outras ciências, como a a ecologia e a oceanografia química.

As áreas mais importantes da geoquímica são:

1. Determinação das concentrações relativas e absolutas dos elementos e seus isótopos na terra e na superfície da terra.

2. Exame da distribuição e movimentos dos elementos em diferentes partes da terra (crosta, manto, hidrosfera, etc.) e em minerais, com o objetivo de determinar os princípios de distribuição e movimento.

3. Análise da distribuição dos elementos e seus isótopos no cosmos (cosmoquímica).

4. O estudo do papel dos processos e compostos que se derivam de organismos vivos ou mortos (geoquímica orgânica).