ASTROQUÍMICA
Dr. Guilherme Camelier Almeida
Laboratório Van de Graaff
PUC-RJ
gcalmeida@vdg.fis.puc-rio.br
Astroquímica??
Astrofísica??
Astrobiologia??
Área Multidisciplinar
Físico-Química
Espacial
Espectroscopia
Análise Química
Observação
Astronômica
Hubble Cassini
Projeto ALMA
Meteoritos
Murchinson (Austrália)
GRA CR2 (Antártida) Pizarello S., Shock E.Cold. Spring. Harb. Perspect. Biol 2010. 5
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
H2 C3 c-C3H C5 C5H C6H CH3C3N CH3C4H CH3C5N? HC9N
AlF C2H l-C3H C4H l-H2C4 CH2CHCN HCOOCH3 CH3CH2CN ...
Meio Interestelar (MI)
Características Gerais:
 Gás (~99%), Poeira (1%), aprox. 1% da massa
do universo (0,5% molecular)
...
Nuvens Interestelares
8SNOW, T. P.; MCCALL, B. J. Annu. Rev. Astron. Astrophys. V. 44, n., p. 367–414, 2006.
nH = [n(H) + ...
Formação de Estrelas e Corpos Celestes
Nuvem Molecular Densa
Evolução Estelar e Síntese dos Elementos Químicos
Poeira Estelar
Gibb et. al. 2000
 Fornecem superfícies catalíticas ideais para a ocorrência de reações químicas, servindo...
Química dos Gelos Astrofísicos no MI
12
Como Simular em laboratorio?
Fótons : Radiação Síncrotron
Laboratório Nacional de Luz
Síncrotron (LNLS)
Campinas-SP
Como Simular em laboratorio?
Laboratório de Química de
Superfícies (LAQUIS)
IQ-UFRJ
Rio de Janeiro-RJ
Elétrons: Canhão de ...
Como Simular em Laboratório?
Laboratório Van de Graaff (VDG)
PUC-Rio
Rio de Janeiro-RJ
Íons: Acelerador Van de Graaff
LABORATÓRIO VDG
Feixes de H+, He+, C+ e N+
Câmara PDMS do VDG
Simulação de Raios Cósmicos
Câmara PDMS Criogênica do VDG
Criostato de He Líquido (10K)
Simulação de gelos Astrofísicos
m/z=60
Formiato de Metila HCOOCH3
Glicoaldeído HOCH2CHO
n-propil alcool CH3CH2CH2OH
Metil-etil éter CH3OCH2CH3
19ALMEIDA, ...
Impacto de Fótons de RX em Gelo de Acetona (10K)
CH3COCH3
The Rosetta project
Philae
deciphering Egyptian hieroglyphs
The Rosetta project
Comet 67P / Churyumov–Gerasimenko
Zona
de
Pouso
Philae
7/8/2014
Espectro de
Massas de
um grão
Dados da Rosetta
Dados da Rosetta
Publicados na Revista Science
Sonda New Horizons
 Lançada pela NASA em 19 de Janeiro de 2006
 Percorreu 4,8x109 Km até Plutão
 Aproximou-se de Plutão...
Bibliografia Recomendada
Material em Português
Notas de aula do Curso FUNDAMENTOS DE ASTRONOMIA do IAG USP, Disponível em:...
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Apresentação de astroquímica VDG By Dr. Guilherme

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Apresentação de Astroquímica feita na Faculdade Souza Marques no dia 29_08_2015 apresentando a intrumentação e as atividades desenvolvidas no Laboratório Van de Graaff

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Apresentação de astroquímica VDG By Dr. Guilherme

  1. 1. ASTROQUÍMICA Dr. Guilherme Camelier Almeida Laboratório Van de Graaff PUC-RJ gcalmeida@vdg.fis.puc-rio.br
  2. 2. Astroquímica?? Astrofísica?? Astrobiologia?? Área Multidisciplinar
  3. 3. Físico-Química Espacial Espectroscopia Análise Química Observação Astronômica
  4. 4. Hubble Cassini Projeto ALMA
  5. 5. Meteoritos Murchinson (Austrália) GRA CR2 (Antártida) Pizarello S., Shock E.Cold. Spring. Harb. Perspect. Biol 2010. 5
  6. 6. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 H2 C3 c-C3H C5 C5H C6H CH3C3N CH3C4H CH3C5N? HC9N AlF C2H l-C3H C4H l-H2C4 CH2CHCN HCOOCH3 CH3CH2CN (CH3)2CO C2H5OCHO AlCl C2O C3N C4Si C2H4 CH3C2H CH3COOH (CH3)2O NH2CH2COOH 12 C2 C2S C3O l-C3H2 CH3CN HC5N C7H CH3CH2OH CH3CH2CHO C6H6 CH CH2 C3S c-C3H2 CH3NC NH2CH3 H2C6 HC7N C2H5OCH3? CH+ HCN C2H2 CH2CN CH3OH HCOCH3 CH2OHCHO C8H 13+ CN HCO CH2D+ CH4 CH3SH c-C2H4O CH3CHNH C3H6 HC11N CO HCO+ HCCN HC3N HC3NH+ CH2CHOH C8H- HPA’s O2 HCS+ HCNH+ HC2NC HC2CHO C60 CP HOC+ HNCO HCOOH NH2CHO C70 CSi H2O HNCS H2CHN C5N HCl H2S HOCO+ H2C2O HNCHCN KCl HNC H2CO H2NCN NH HNO H2CN HNC3 NO MgCN H2CS SiH4 NS MgNC H3O+ H2COH+ NaCl N2H+ NH3 HNCNH OH N2O SiC3 CH3O PN NaCN H2O2 HCOCN SO OCS PH3 NCCNH+ 2015 SO+ SO2 HOCN SiN CO2 C3H+ SiO NH2 HCCO 2015 SiS FeCN CS TiO2 HF Si2C 2015 SH Algumas Moléculas Já Detectadas no Meio Interestelar 6 Cerca de 185 Moléculas até 07/2015 http://science.gsfc.nasa.gov/691/cosmicice/interstellar.html
  7. 7. Meio Interestelar (MI) Características Gerais:  Gás (~99%), Poeira (1%), aprox. 1% da massa do universo (0,5% molecular)  Pressões menores que 10-10 mbar.  Temperatura média ~100K (-1730 C)  Densidade média: 1 átomo de H/cm3  Preenchido com radiação eletromagnética e pequenas partículas carregadas que são em sua maior parte prótons e elétrons rápidos com energias maiores que 1MeV. Classificação  NUVENS INTERESTELARES 7
  8. 8. Nuvens Interestelares 8SNOW, T. P.; MCCALL, B. J. Annu. Rev. Astron. Astrophys. V. 44, n., p. 367–414, 2006. nH = [n(H) + 2n (H2)]/cm3
  9. 9. Formação de Estrelas e Corpos Celestes Nuvem Molecular Densa
  10. 10. Evolução Estelar e Síntese dos Elementos Químicos
  11. 11. Poeira Estelar Gibb et. al. 2000  Fornecem superfícies catalíticas ideais para a ocorrência de reações químicas, servindo também como substrato para a deposição, o crescimento e o processamento dos mantos de gelo astrofísico. Espectro IV-TF da protoestrela W33a e seu disco protoplanetário 11
  12. 12. Química dos Gelos Astrofísicos no MI 12
  13. 13. Como Simular em laboratorio? Fótons : Radiação Síncrotron Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) Campinas-SP
  14. 14. Como Simular em laboratorio? Laboratório de Química de Superfícies (LAQUIS) IQ-UFRJ Rio de Janeiro-RJ Elétrons: Canhão de Elétrons
  15. 15. Como Simular em Laboratório? Laboratório Van de Graaff (VDG) PUC-Rio Rio de Janeiro-RJ Íons: Acelerador Van de Graaff
  16. 16. LABORATÓRIO VDG Feixes de H+, He+, C+ e N+
  17. 17. Câmara PDMS do VDG Simulação de Raios Cósmicos
  18. 18. Câmara PDMS Criogênica do VDG Criostato de He Líquido (10K) Simulação de gelos Astrofísicos
  19. 19. m/z=60 Formiato de Metila HCOOCH3 Glicoaldeído HOCH2CHO n-propil alcool CH3CH2CH2OH Metil-etil éter CH3OCH2CH3 19ALMEIDA, G. C.; ANDRADE, D. P. P.; ARANTES, C.; NAZARETH, A. M.; BOECHAT-ROBERTY, H. M.; ROCCO, M. L. M. J. Phys. Chem. C, v. 116, n., p. 25388−25394, 2012. Impacto de Elétrons de Alta Energia Gelo de Metanol Gelo de Etanol
  20. 20. Impacto de Fótons de RX em Gelo de Acetona (10K) CH3COCH3
  21. 21. The Rosetta project Philae deciphering Egyptian hieroglyphs
  22. 22. The Rosetta project Comet 67P / Churyumov–Gerasimenko
  23. 23. Zona de Pouso Philae 7/8/2014 Espectro de Massas de um grão
  24. 24. Dados da Rosetta
  25. 25. Dados da Rosetta Publicados na Revista Science
  26. 26. Sonda New Horizons  Lançada pela NASA em 19 de Janeiro de 2006  Percorreu 4,8x109 Km até Plutão  Aproximou-se de Plutão em 14 de Julho de 2015  Coletou 6Gb de dados  Os dados ainda levarão 16 meses para serem completamente coletados na Terra  Atmosfera rica em N2 com H2O , CH4 e CO congelados na superfície
  27. 27. Bibliografia Recomendada Material em Português Notas de aula do Curso FUNDAMENTOS DE ASTRONOMIA do IAG USP, Disponível em: http://www.astro.iag.usp.br/~jane/aga215/ Homem, M. G. P.; Ponciano, C. R.; Marinho, R. R. T.; Björneholm, O.; Silveira, E. F.; Brito, A. N., Reprodução em laboratório de reações fotoquímicas do meio interestelar: Análise dos produtos finais por Cf252-PDMS. Rev. Bras. Apl. Vac. 2005, 24, (1), 28-30. Andrade, D. P. P. Dessorção Iônica induzida em Álcoois e Ácidos: Relevância para Cometas, Superfícies Planetárias e Grãos Interestelares. Tese (Doutorado em Ciências), UFRJ, Rio de Janeiro, 2009. Almeida, G. C. Impacto de Fótons e Elétrons em Moléculas Orgânicas Oxigenadas: Relevância para os Modelos Astroquímicos Tese (Doutorado em Ciências), UFRJ, Rio de Janeiro, 2014.
  28. 28. Bibliografia Recomendada Almeida, G. C.; Andrade, D. P. P.; Arantes, C.; Nazareth, A. M.; Boechat-Roberty, H. M.; Rocco, M. L. M., Desorption from Methanol and Ethanol Ices by High Energy Electrons: Relevance to Astrochemical Models. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 25388−25394. Mendoza, E.; Almeida, G. C.; Andrade, D. P. P.; Luna, H.; Wolff, W.; Rocco, M. L. M.; Boechat- Roberty, H. M., X-ray photodesorption and proton destruction in protoplanetary discs: pyrimidine. Mon. Not. R. Astron. Soc. 2013, 433, 3440-3452. Almeida, G. C.; Pilling, S.; Andrade, D. P. P.; Castro, N. L. S.; Mendoza, E.; Boechat-Roberty, H. M.; Rocco, M. L. M., Photodesorption and Photostability of Acetone Ices: Relevance to Solid Phase Astrochemistry. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 6193−6200. Ribeiro, F. A.; Almeida, G. C.; Wolff, W.; Boechat-Roberty, H. M.; Rocco, M. L. M., Fragmentation and Ion Desorption from Condensed Pyrimidine by Electron Impact: Implications for Cometary and Interstellar Heterocyclic Chemistry. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 25978−25986. Herbst, E.; Yates, J. T., Introduction: Astrochemistry. Chem. Rev. 2013, 113, 8707−8709. Sakai, N.; Yamamoto, S., Warm Carbon-Chain Chemistry. Chem. Rev. 2013, 113, 8981−9015. Science, Vol. 347, 6220 , Cometary Science, 2015. Artigos Científicos OBRIGADO!

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