Processamento de gelos astrofísicos quentes por íons de baixa energia: influência do vento solar e íons magnetosféricos de baixa energia em corpos congelados do sistema solar

• Processo: 17/07283-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Astronomia
• Pesquisador responsável: Sergio Pilling Guapyassu de Oliveira
• Beneficiário: Marina Gomes Rachid
• Supervisor: Philippe Boduch
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento (IP&D). Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP). São José dos Campos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL), França
• Vinculado à bolsa: 16/11334-5 - Simulação experimental dos efeitos de partículas energéticas (íons e elétrons) na superfície de corpos gelados do sistema solar: transformações físico-química de gelos contendo a mistura H2O:CO2:CH4 (10:1:1), BP.MS
• Assunto(s): Exobiologia Astroquímica Gelos astrofísicos Sistema solar Infravermelho
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: astrobiologia | Astroquímica | gelos astrofísicos | Infravermelho | Sistema Solar | Astroquímica

Resumo

Este projeto é uma extensão natural do projeto de mestrado da estudante Marina GomesRachid (FAPESP # 2016 / 11334-5) sobre os efeitos de íons rápidos (15,7 MeV O+5) sobre gelosastrofísicos contendo as misturas H2O: CO2: CH4 (10:1:1) e H2O, CO2, CH4, NH3 (10:1:1:1) a ~80K, analisados por espectroscopia de infravermelhos obtidos no acelerador de íons GANIL naFrança. Aqui, o objetivo principal é investigar os efeitos de íons de baixa energia (vento solar epartículas magnetosféricas de baixa energia) nesses gelos. Portanto, o foco agora serão os processosde implantação e as mudanças químicas no domínio energético governado pelo stopping powernuclear, em contraste com aquele envolvido no projeto de dissertação de Marina o regime destopping power eletrônico (mais rápido) .A composição do gelo selecionada para o estudo foi observada em várias superfícies decorpos congelados do sistema solar (luas de Júpiter e Saturno, Plutão e outras correias de Kuiper ecometas). Neste projeto, vamos investigar a estabilidade e as mudanças químicas dessas espéciesmoleculares em ambientes espaciais simulados, determinando as secções effetivas de dissociaçãomolecular e de formação das novas espécies.Os experimentos serão realizados na linha de energia de baixa energia ARIBE do GANILempregando íons de oxigênio com energias de 10 keV (O+ e O++) a 80 K. Os gelos serãoanalisados in-situ por espectroscopia infravermelha (FTIR) em modo de transmissão,espectrometria de massa QMS) e possivelmente por cromatografia gasosa ex-situ (GCMS) no casoda formação de resíduos à temperatura ambiente. A análise ex-situ será conduzida dentro doprograma de colaboração estabelecido pelos prof. Sergio Pilling (Univap, orientador de mestrado daaluna Marina) e Prof. Uwe Meierhenrich (Universidade de Nice) com data de início em 1º desetembro de 2017 (projeto pós-doutorado da FAPESP nº 2016/22018-7). Os dados deste projetoserão também comparados com os dados anteriores obtidos pelo nosso grupo no GANIL.Esperamos que este projeto ajude a melhorar a compreensão dos parâmetros físico-químicos e daevolução química dos gelos do sistema solar, bem como outros ambientes congelados no espaçoexpostos a íons e raios cósmicos.

Publicações científicas

(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)

ROCHA, W. R. M.; PILLING, S.; DOMARACKA, A.; ROTHARD, H.; BODUCH, P.. Infrared complex refractive index of N-containing astrophysical ices free of water processed by cosmic-ray simulated in laboratory. SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY, v. 228, MAR 5 2020. (16/11334-5, 16/22018-7, 13/07657-5, 17/07283-9)

RACHID, M. G.; PILLING, S.; ROCHA, W. R. M.; AGNIHOTRI, A.; ROTHARD, H.; BODUCH, P.. Processing of 72-K water-rich ices by keV and MeV oxygen ions: implications for the Saturnian moon Enceladus. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 494, n. 2, p. 2396-2409, MAY 2020. (16/11334-5, 17/07283-9, 13/07657-5, 16/22018-7)