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

1. ASTROQUÍMICA
Dr. Guilherme Camelier Almeida
Laboratório Van de Graaff
PUC-RJ
gcalmeida@vdg.fis.puc-rio.br

2. Astroquímica??
Astrofísica??
Astrobiologia??
Área Multidisciplinar

3. Físico-Química
Espacial
Espectroscopia
Análise Química
Observação
Astronômica

4. Hubble Cassini
Projeto ALMA

5. Meteoritos
Murchinson (Austrália)
GRA CR2 (Antártida) Pizarello S., Shock E.Cold. Spring. Harb. Perspect. Biol 2010. 5

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. 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. 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. Formação de Estrelas e Corpos Celestes
Nuvem Molecular Densa

10. Evolução Estelar e Síntese dos Elementos Químicos

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. Química dos Gelos Astrofísicos no MI
12

13. Como Simular em laboratorio?
Fótons : Radiação Síncrotron
Laboratório Nacional de Luz
Síncrotron (LNLS)
Campinas-SP

14. Como Simular em laboratorio?
Laboratório de Química de
Superfícies (LAQUIS)
IQ-UFRJ
Rio de Janeiro-RJ
Elétrons: Canhão de Elétrons

15. Como Simular em Laboratório?
Laboratório Van de Graaff (VDG)
PUC-Rio
Rio de Janeiro-RJ
Íons: Acelerador Van de Graaff

16. LABORATÓRIO VDG
Feixes de H+, He+, C+ e N+

17. Câmara PDMS do VDG
Simulação de Raios Cósmicos

18. Câmara PDMS Criogênica do VDG
Criostato de He Líquido (10K)
Simulação de gelos Astrofísicos

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. Impacto de Fótons de RX em Gelo de Acetona (10K)
CH3COCH3

21. The Rosetta project
Philae
deciphering Egyptian hieroglyphs

22. The Rosetta project
Comet 67P / Churyumov–Gerasimenko

23. Zona
de
Pouso
Philae
7/8/2014
Espectro de
Massas de
um grão

24. Dados da Rosetta

25. Dados da Rosetta
Publicados na Revista Science

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. 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. 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
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