Produção de moléculas orgânicas complexas em luas congeladas do sistema solar induzidos por íons rápidos (raios cósmicos simulados).

Resumo

Encélado e Europa estão entre os lugares mais interessantes do Sistema Solar. Nas proximidades de planetas gigantes, essas luas estão expostas a íons energéticos, elétrons rápidos, bem como a radiação ionizante solar. As temperaturas superficiais dessas duas luas variam de 60-120 K, e a sua composição é dominada por gelo de água em conjunto com outros compostos minoritários. No caso da lua Europa de Júpiter, as outras espécies congeladas incluem CO2, SO2, N2, e, possivelmente, NH3. Medidas recentes da lua Enceladus de Saturno pela sonda espacial da NASA Cassini indicou que, além de gelo de água, o outros componentes presentes na superficie dessa lua são CO2, NH3, CH4, e possivelmente metanol. As moléculas na superfície dessas luas são continuamente modificados devido à radiação ionizante tal como, fótons VUV e raios X, bem como elétrons energéticos e íons provenientes do vento solar, magnetosferas dos planetas gigantes e raios cósmicos galácticos. A radiação incidente induz alterações químicas e conduz à formação de moléculas orgânicas complexas, alguns deles de importância astrobiológicos, tais como os aminoácidos e as nucleobases. O objetivo deste projeto de pesquisa é simular as alterações físico-químicas induzidas por radiação ionizante na superfície de Enceladus e Europa, para investigar e quantificar a formação de moléculas complexas sobre estas luas.Os experimentos serão realizados no interior de uma câmara de ultra-alto vácuo acoplada ao acelerador de íons GANIL na cidade de Caen, França, sob supervisão do Dr. Philippe Boduch (GANIL-CIRIL-CIMAP). Serão empregados íons rápidos com energias até 200 MeV (e.g. Ni, O, Fe) simulando assim, os efeitos de raios cósmicos na superfície de luas de planetas gigantes. Serão determinados seções de choque de destruirão molecular e de formação de novas espécies químicas durante a radiólise das amostras. Este laboratório está equipado com uma instalação experimental otimizada para a realização de espectroscopia no infravermelho in-situ de amostras astroquímicas simuladas. Após o protocolo de irradiação a amostra será conduzida, em um ambiente limpo e a temperatura ambiente, para ser analisada por técnicas de cromatografia no Departamento de Química da Universidade de Nice Sophia Antipolis, Nice, França (em colaboração com o Dr. Uwe Meierhenrich ).O presente projeto é uma extensão natural das pesquisas anteriores realizadas pelo proponente na área de astroquímica. Espera-se que a nova técnica analítica que será empregada (cromatografia) possa ajudar a esclarecer processos físico-químicos cruciais que conduzem à formação de moléculas pré-bióticas em luas geladas, e ajudar a resolver algumas questões não respondidas relacionadas com a origem da vida no Sistema Solar.