Astroquímica
La astroquímica es un área relativamente nueva, que esta a medio camino entre la astronomía, la física y la química, teniendo como foco principal el estudio de la formación, destrucción y abundancia de moléculas en diversos ambientes tales como nubes moleculares, regiones de nacimiento estelar, nebulosas planetarias, discos protoplanetarios, atmósferas planetarias, cometas, etc.
Uno de los temas importantes abordados por la astroquímica es el estudio de la química orgánica prebiótica para comprender el origen de la vida en la Tierra. Dependiendo de las condiciones físico-químicas de los ambientes, las moléculas podrán estar en fase gaseosa o podrán estar condensadas en la superficie de granos de polvo interestelar, cometas, etc.
La astroquímica puede ser dividida en 3 sub-áreas: astroquímica de observación, teórica y experimental.
A. Astroquímica de observación
Las moléculas pueden ser observadas principalmente en el largo de las ondas de radio e infrarrojos. Muchas de las características de las mas importantes especies iónicas y neutras moleculares son encontradas en el largo de onda de milímetros. Por tanto se cree que con el interferómetro ALMA (Atacama Large Millimeter Array) y el LLAMA (Long Latin American Millimetric Array), con antenas y equipamiento de ultima generación alcanzarán alta sensibilidad y alta resolución angular, lo que posibilitará la identificación de un gran número de moléculas y permitirá mapear la distribución de moléculas prebióticas, por ejemplo en discos protoplanetarios en los cuales los planetas están formándose o se formarán.
Los telescopios Gemini son optimizados para observaciones en largos de onda en infrarrojo, por tanto, la utilización del Gemini podrá dar un gran avance en la deteccón de moléculas en las frecuencias de las bandas de transiciones ro-vibracionales.
B. Astroquímica teórica
Teniendo como vínculo las observaciones, modelos son desarrollados en la tentativa de describir diferentes escenarios químicos o físico-químicos como, por ejemplo, la evolución química de una nube molecular en función de las abundancias atómicas iniciales del tiempo o las principales reacciones químicas en cierta altitud dentro de la atmósfera de un planeta.
Estas cuestiones, así como muchas otras, son estudiadas teóricamente dentro de la sub-área de la astroquímica, la astroquímica teórica.
El principal desafío es incorporar la complejidad de reacciones químicas que ocurren en la superficie de partículas de polvo y granos de polvo.
C. Astroquímica experimental
La astroquímica experimental es una ciencia multidisciplinaria que investiga, a partir de experimentos de laboratorio, cuestiones acerca de la presencia, formación y supervivencia de moléculas en diversos ambientes.
La interacción de la radiación ionizante (fotones, electrones o iones) con moléculas, en ambas de las fases, dispara procesos disociativos y reacciones químicas cuya consecuencia es un aumento continuo de complejidad química en esos ambientes
Por ejemplo, a partir del procesamiento de moléculas simples como N2, H2O, CO, NH3, se forman moléculas orgánicas pre-bióticas tales como el aminoácido glicina (C2H5NO2) y la base adenina (C5H5N5). En los experimentos que involucran la fase gaseosa son simulados por ejemplo, el componente gaseoso del medio interestelar, atmósfera de planetas, cometas y otros ambientes astrofísicos que contengan especies químicas en fase gaseosa.
En los experimentos que involucran la fase condensada, se investigan los ambientes que están a bajas temperaturas (10 a 100 K) partículas de polvo interestelar/circunstelar, granos de polvo en discos protoplanetarios, etc.
También son investigadas las superficies congeladas de planetas, lunas, asteroides, cometas, aerosoles (conjunto de partículas suspendidas en un gas), en atmósferas planetarias, lunares, etc.