Síntese e degradação de espécies moleculares pré-bióticas em atmosferas planetárias, cometas e gelos interestelares simulados

• Processo: 09/18304-0
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
• Vigência: 01 de maio de 2012 - 30 de abril de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Astronomia
• Pesquisador responsável: Sergio Pilling Guapyassu de Oliveira
• Beneficiário: Sergio Pilling Guapyassu de Oliveira
• Instituição-sede: Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento (IP&D). Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP). São José dos Campos , SP, Brasil
• Auxílios(s) vinculado(s): 15/20132-4 - The effect of broadband soft X-rays in SO2-containing ices: implication on the photochemistry of ices toward young stellar objects, PUB.ART; 15/16976-2 - Determinação da porosidade de gelos interestelares usando constantes ópticas no infravermelhos médio e modelagem teórica, AV.EXT
• Bolsa(s) vinculada(s): 15/10492-3 - Estudo da evolução química de gelos astrofísicos na vizinhança de objetos estelares jovens empregando dados experimentais no infravermelho e modelagem computacional, BP.PD; 14/08643-0 - Estudo da foto-degradação de gelos astrofísicos contendo ácido acético e seus isômeros (formiato de metila e glicoladeído), BP.IC; 13/07657-5 - Modelagem computacional do ambiente circum-estelar de protoestrelas empregando dados de gelos bombardeados por raios cósmicos simulados em laboratório, BP.DR; 12/17248-2 - Estudo da produção de moléculas de interesse astrobiológico em experimentos simulando a lua Encélado na presença de fótons UV, raios-X, elétrons e íons rápidos, BP.DR
• Assunto(s): Astroquímica Gelos astrofísicos Aminoácidos

Resumo

Com o advento da radioastronomia moderna mais de 150 espécies moleculares, incluindo hidrocarbonetos, nitrilas, ácidos, álcoois, e outras, foram detectadas no meio interestelar, em cometas e em atmosferas planetárias. Adicionalmente, a análise de meteoritos tem revelado a presença de moléculas pré-bióticas (aminoácidos, bases nitrogenadas e açúcares, etc.) essenciais aos sistemas biológicas. Essas investigações sugerem que a vida na Terra possa ter, eventualmente, uma origem extraterrestre. Portanto, a necessidade de se compreender os processos de formação e sobrevivência dessas moléculas pré-bioticas nesses ambientes se torna fundamental. Neste projeto pretende-se investigar experimentalmente a formação de moléculas pré-bióticas a partir de gases simples (H2O, CO, CH4, NH3, etc) simulando assim processos fotoquímicos análogos aos existentes em ambientes astrofísicos (cometas, atmosferas planetárias, gelos interestelares, etc.). Os experimentos ocorrerão dentro de uma câmara de ultra alto vácuo onde os gases serão condensados num substrato resfriado (10 K), produzindo uma amostra de gelo astrofísico simulado. O material será exposto a diferentes tipos de radiação ionizante (UV, Raios X, prótons e elétrons) e será analisado in-situ por diferentes espectrômetros acoplados a câmara experimental (FITR, GC-MS e Q-MS). Além da identificação e quantificação de espécies moleculares novas, serão determinadas seções de choque, taxas de reação e tempos de meia vida. Com os equipamentos adquiridos será implementada a área de astroquímica experimental na instituição. (AU)

Publicações científicas

(12)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

PILLING, S.; ROCHA, W. R. M.; FREITAS, F. M.; DA SILVA, P. A. Photochemistry and desorption induced by X-rays in water rich astrophysical ice analogs: implications for the moon Enceladus and other frozen space environments. RSC ADVANCES, v. 9, n. 49, p. 28823-28840, SEP 12 2019. Citações Web of Science: 0.

RACHID, MARINA G.; FAQUINE, KARLA; PILLING, S. Destruction of C2H4O2 isomers in ice-phase by X-rays: Implication on the abundance of acetic acid and methyl formate in the interstellar medium. Planetary and Space Science, v. 149, n. SI, p. 83-93, DEC 1 2017. Citações Web of Science: 4.

VASCONCELOS, FREDSON DE A.; PILLING, SERGIO; ROCHA, WILL R. M.; ROTHARD, HERMANN; BODUCH, PHILIPPE. Energetic Processing of N-2:CH4 Ices Employing X-Rays and Swift Ions: Implications for Icy Bodies in the Outer Solar System. ASTROPHYSICAL JOURNAL, v. 850, n. 2 DEC 1 2017. Citações Web of Science: 3.

BONFIM, VICTOR DE SOUZA; DE CASTILHO, ROBERTO BARBOSA; BAPTISTA, LEONARDO; PILLING, SERGIO. SO3 formation from the X-ray photolysis of SO2 astrophysical ice analogues: FTIR spectroscopy and thermodynamic investigations. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 19, n. 39, p. 26906-26917, OCT 21 2017. Citações Web of Science: 3.

VASCONCELOS, F. A.; PILLING, S.; ROCHA, W. R. M.; ROTHARD, H.; BODUCH, P. Radiolysis of N-2-rich astrophysical ice by swift oxygen ions: implication for space weathering of outer solar system bodies. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 19, n. 35, p. 24154-24165, SEP 21 2017. Citações Web of Science: 4.

VASCONCELOS, F. A.; PILLING, S.; ROCHA, W. R. M.; ROTHARD, H.; BODUCH, P.; DING, J. J. Ion irradiation of pure and amorphous CH4 ice relevant for astrophysical environments. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 19, n. 20, p. 12845-12856, MAY 28 2017. Citações Web of Science: 12.

ROCHA, W. R. M.; PILLING, S.; DE BARROS, A. L. F.; ANDRADE, D. P. P.; ROTHARD, H.; BODUCH, P. Infrared complex refractive index of astrophysical ices exposed to cosmic rays simulated in the laboratory. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 464, n. 1, p. 754-767, JAN 2017. Citações Web of Science: 3.

BOSSA, JEAN-BAPTISTE; MATE, BELEN; FRANSEN, COEN; CAZAUX, STEPHANIE; PILLING, SERGIO; MONTEIRO ROCHA, WILL ROBSON; ORTIGOSO, JUAN; LINNARTZ, HAROLD. POROSITY AND BAND-STRENGTH MEASUREMENTS OF MULTI-PHASE COMPOSITE ICES. ASTROPHYSICAL JOURNAL, v. 814, n. 1 NOV 20 2015. Citações Web of Science: 10.

PILLING, S.; BERGANTINI, A. THE EFFECT OF BROADBAND SOFT X-RAYS IN SO2-CONTAINING ICES: IMPLICATIONS ON. THE PHOTOCHEMISTRY OF ICES TOWARD YOUNG STELLAR OBJECTS. ASTROPHYSICAL JOURNAL, v. 811, n. 2 OCT 1 2015. Citações Web of Science: 7.

ROCHA, W. R. M.; PILLING, S. COMPUTATIONAL MODELING OF THE CLASS I LOW-MASS PROTOSTAR ELIAS 29 APPLYING OPTICAL CONSTANTS OF ICES PROCESSED BY HIGH ENERGY COSMIC RAY ANALOGS. ASTROPHYSICAL JOURNAL, v. 803, n. 1 APR 10 2015. Citações Web of Science: 6.

BERGANTINI, A.; PILLING, S.; NAIR, B. G.; MASON, N. J.; FRASER, H. J. Processing of analogues of plume fallout in cold regions of Enceladus by energetic electrons. Astronomy & Astrophysics, v. 570, OCT 2014. Citações Web of Science: 12.

ROCHA, W. R. M.; PILLING, S. Determination of optical constants n and k of thin films from absorbance data using Kramers-Kronig relationship. SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY, v. 123, p. 436-446, APR 5 2014. Citações Web of Science: 14.