Kosmokemi

Meteoriter studeras ofta som en del av kosmokemin.

Kosmokemi (från grekiska κόσμος kósmos , "universum" och χημεία khemeía ) eller kemisk kosmologi är studiet av den kemiska sammansättningen av materia i universum och de processer som ledde till dessa sammansättningar. Detta görs främst genom studiet av den kemiska sammansättningen av meteoriter och andra fysiska prover. Med tanke på att meteoriternas asteroidföräldrakroppar var några av de första fasta materialet som kondenserades från den tidiga solnebulosan, är kosmokemister i allmänhet, men inte uteslutande, oroade över de föremål som finns i solsystemet .

Historia

1938 sammanställde den schweiziske mineralogen Victor Goldschmidt och hans kollegor en lista över vad de kallade "kosmiska överflöd" baserat på deras analys av flera terrestra och meteoritprover. Goldschmidt motiverade inkluderingen av meteoritsammansättningsdata i sin tabell genom att hävda att terrestra stenar utsattes för en betydande mängd kemiska förändringar på grund av jordens och atmosfärens inneboende processer. Detta innebar att enbart studier av terrestra bergarter inte skulle ge en korrekt helhetsbild av den kemiska sammansättningen av kosmos. Därför drog Goldschmidt slutsatsen att utomjordiskt material också måste inkluderas för att producera mer exakta och robusta data. Denna forskning anses vara grunden för modern kosmokemi.

Under 1950- och 1960-talen blev kosmokemin mer accepterad som vetenskap. Harold Urey , allmänt ansett för att vara en av kosmokemins fäder, ägnade sig åt forskning som så småningom ledde till en förståelse av grundämnenas ursprung och stjärnornas kemiska överflöd. 1956 publicerade Urey och hans kollega, den tyske forskaren Hans Suess , den första tabellen över kosmiska överflöd som inkluderar isotoper baserade på meteoritanalys.

Den fortsatta förfiningen av analytisk instrumentering under hela 1960-talet, särskilt den av masspektrometri , gjorde det möjligt för kosmokemister att utföra detaljerade analyser av de isotopiska mängderna av beståndsdelar inom meteoriter. 1960 John Reynolds , genom analys av kortlivade nuklider i meteoriter, att elementen i solsystemet bildades före själva solsystemet som började etablera en tidslinje för processerna i det tidiga solsystemet.

Meteoriter

Meteoriter är ett av de viktigaste verktygen som kosmokemister har för att studera solsystemets kemiska natur. Många meteoriter kommer från material som är lika gammalt som själva solsystemet, och förser således forskare med ett rekord från den tidiga solnebulosan . Kolhaltiga kondriter är särskilt primitiva; det vill säga att de har behållit många av sina kemiska egenskaper sedan de bildades för 4,56 miljarder år sedan och är därför ett stort fokus för kosmokemiska undersökningar.

De mest primitiva meteoriterna innehåller också en liten mängd material (< 0,1%) som nu anses vara försolära korn som är äldre än själva solsystemet och som härrör direkt från resterna av de enskilda supernovorna som försörjde dammet från som solsystemet bildade. Dessa korn känns igen från deras exotiska kemi som är främmande för solsystemet (som matriser av grafit, diamant eller kiselkarbid). De har också ofta isotopförhållanden som inte är de för resten av solsystemet (i synnerhet solen), och som skiljer sig från varandra, vilket indikerar källor i ett antal olika explosiva supernovahändelser. Meteoriter kan också innehålla interstellära dammkorn, som har samlats från icke-gasformiga element i det interstellära mediet, som en typ av sammansatt kosmiskt damm ( "stjärndamm").

Nya fynd från NASA , baserade på studier av meteoriter som hittats på jorden , tyder på att DNA- och RNA- komponenter ( adenin , guanin och relaterade organiska molekyler ), byggstenar för livet som vi känner det, kan bildas utomjordiskt i yttre rymden .

Kometer

Den 30 juli 2015 rapporterade forskare att vid den första landningen av landaren Philae på kometen 67/P: s yta avslöjade mätningar av COSAC- och Ptolemaios-instrumenten sexton organiska föreningar , varav fyra sågs för första gången på en komet, inklusive acetamid , aceton , metylisocyanat och propionaldehyd .

Forskning

Se även: Lista över molekyler i det interstellära rymden

År 2004 rapporterade forskare att de detekterade de spektrala signaturerna av antracen och pyren i det ultravioletta ljuset som sänds ut av den röda rektangelnebulosan (inga andra sådana komplexa molekyler hade någonsin hittats tidigare i yttre rymden). Denna upptäckt ansågs vara en bekräftelse på en hypotes att när nebulosor av samma typ som den röda rektangeln närmar sig slutet av sina liv, orsakar konvektionsströmmar att kol och väte i nebulosornas kärna fastnar i stjärnvindar och strålar utåt. När de svalnar, antas atomerna binda till varandra på olika sätt och så småningom bilda partiklar av en miljon eller fler atomer. Forskarna drog slutsatsen att eftersom de upptäckte polycykliska aromatiska kolväten (PAH) - som kan ha varit avgörande för bildandet av tidigt liv på jorden - i en nebulosa, måste de av nödvändighet härröra från nebulosor.

för första gången en av livets grundläggande kemiska byggstenar (aminosyran glycin ) i en komet.

2010 upptäcktes fullerener (eller " buckyballs ") i nebulosor. Fullerener har varit inblandade i livets ursprung; enligt astronomen Letizia Stanghellini, "Det är möjligt att buckyballs från yttre rymden gav frön till liv på jorden."

I augusti 2011 tyder fynd av NASA , baserade på studier av meteoriter på jorden, att DNA- och RNA- komponenter ( adenin , guanin och relaterade organiska molekyler ), byggstenar för livet som vi känner det, kan bildas utomjordiskt i yttre rymden .

I oktober 2011 rapporterade forskare att kosmiskt stoft innehåller komplext organiskt material ("amorfa organiska fasta ämnen med en blandad aromatisk - alifatisk struktur") som kan skapas naturligt och snabbt av stjärnor .

Den 29 augusti 2012 rapporterade astronomer vid Köpenhamns universitet upptäckten av en specifik sockermolekyl, glykolaldehyd , i ett avlägset stjärnsystem. Molekylen hittades runt den protostellära binära IRAS 16293-2422 , som ligger 400 ljusår från jorden. Glykolaldehyd behövs för att bilda ribonukleinsyra , eller RNA , som i sin funktion liknar DNA . Detta fynd tyder på att komplexa organiska molekyler kan bildas i stjärnsystem före bildandet av planeter, och så småningom anländer till unga planeter tidigt i deras bildande.

I september 2012 rapporterade NASA-forskare att polycykliska aromatiska kolväten (PAH) , utsatta för interstellära medium (ISM) förhållanden, omvandlas, genom hydrering , syresättning och hydroxylering , till mer komplexa organiska ämnen - "ett steg på vägen mot aminosyror och nukleotider ". , råvarorna för proteiner respektive DNA ". Vidare, som ett resultat av dessa transformationer, förlorar PAH:erna sin spektroskopiska signatur, vilket kan vara en av anledningarna "till bristen på PAH-detektering i interstellära iskorn , särskilt de yttre områdena av kalla, täta moln eller de övre molekylära lagren av protoplanetära diskar ."

År 2013 bekräftade Atacama Large Millimeter Array (ALMA Project) att forskare har upptäckt ett viktigt par prebiotiska molekyler i de isiga partiklarna i det interstellära rymden (ISM). Kemikalierna, som finns i ett gigantiskt gasmoln cirka 25 000 ljusår från jorden i ISM, kan vara en föregångare till en nyckelkomponent i DNA och den andra kan ha en roll i bildandet av en viktig aminosyra . Forskare hittade en molekyl som heter cyanometanimin, som producerar adenin , en av de fyra nukleobaserna som bildar "stigarna" i den stegliknande strukturen av DNA. Den andra molekylen, som kallas etanamin , tros spela en roll för att bilda alanin , en av de tjugo aminosyrorna i den genetiska koden. Tidigare trodde forskare att sådana processer ägde rum i den mycket svaga gasen mellan stjärnorna. De nya upptäckterna tyder dock på att de kemiska bildningssekvenserna för dessa molekyler inte inträffade i gas, utan på ytorna av iskorn i det interstellära rymden. NASA ALMA-forskaren Anthony Remijan sa att att hitta dessa molekyler i ett interstellärt gasmoln innebär att viktiga byggstenar för DNA och aminosyror kan "så" nybildade planeter med de kemiska prekursorerna för liv.

I januari 2014 rapporterade NASA att aktuella studier på planeten Mars av Curiosity och Opportunity - roverna nu kommer att söka efter bevis på forntida liv, inklusive en biosfär baserad på autotrofa , kemotrofa och/eller kemolitoautotrofa mikroorganismer , såväl som forntida vatten, inklusive fluvio-lakustrina miljöer ( slätter relaterade till gamla floder eller sjöar) som kan ha varit beboeliga . Sökandet efter bevis på beboelighet , tafonomi (relaterat till fossiler ) och organiskt kol på planeten Mars är nu ett primärt NASA- mål.

I februari 2014 tillkännagav NASA en kraftigt uppgraderad databas för spårning av polycykliska aromatiska kolväten ( PAH) i universum . Enligt forskare kan mer än 20% av kolet i universum vara associerat med PAH, möjliga utgångsmaterial för bildandet av liv . PAH:er verkar ha bildats kort efter Big Bang , är utbredda i hela universum och är förknippade med nya stjärnor och exoplaneter .

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cosmochemistry&oldid=1141987683 "