Nuvens interestelares são o local de nascimento de novas estrelas, mas também desempenham um papel importante nas origens da vida no Universo por meio de regiões de poeira e gás nas quais os compostos químicos se formam.
Pela Universidade de Innsbruck publicado por Phys.
O grupo de pesquisa, sistemas moleculares, liderado pelo vencedor do prêmio ERC Roland Wester no Instituto de física iônica e física aplicada da Universidade de Innsbruck, se comprometeu a compreender melhor o desenvolvimento de moléculas elementares no espaço. “Simplificando, nossa armadilha de íons nos permite recriar as condições do espaço em nosso laboratório”, explica Roland Wester. “Esse aparelho nos permite estudar em detalhes a formação de compostos químicos.” Os cientistas que trabalham com Roland Wester descobriram agora uma explicação para a forma como as moléculas com carga negativa se formam no espaço.
Uma ideia construída sobre fundamentos teóricos
Antes da descoberta das primeiras moléculas de carbono carregadas negativamente no espaço em 2006, presumia-se que as nuvens interestelares continham apenas íons carregados positivamente. Desde então, tem sido uma questão em aberto como os íons carregados negativamente são formados. O teórico italiano Franco A. Gianturco, que trabalha como cientista na Universidade de Innsbruck há oito anos, desenvolveu um arcabouço teórico há alguns anos que poderia fornecer uma explicação possível. A existência de estados fracamente ligados, os chamados estados dipolo-ligados, deve aumentar a ligação de elétrons livres a moléculas lineares. Essas moléculas têm um momento dipolar permanente que fortalece a interação a uma distância relativamente grande do núcleo neutro e aumenta a taxa de captura de elétrons livres.
Observando estados ligados a dipolo em laboratório
Em seu experimento, os físicos de Innsbruck criaram moléculas compostas por três átomos de carbono e um átomo de nitrogênio, ionizaram-nas e as bombardearam com luz laser na armadilha de íons em temperaturas extremamente baixas. Eles mudaram continuamente a frequência da luz até que a energia fosse grande o suficiente para ejetar um elétron da molécula. Albert Einstein descreveu esse chamado efeito fotoelétrico há 100 anos. Uma análise aprofundada dos dados de medição pelo pesquisador em estágio inicial Malcolm Simpson do programa de treinamento de doutorado, átomos, luz e moléculas da Universidade de Innsbruck finalmente lançou luz sobre esse fenômeno difícil de observar. Uma comparação dos dados com um modelo teórico finalmente forneceu evidências claras da existência de estados ligados a dipolo. “Nossa interpretação é que esses estados ligados ao dipolo representam uma espécie de abridor de portas para a ligação de elétrons livres às moléculas, contribuindo assim para a criação de íons negativos no espaço “, diz Roland Wester.” Sem essa etapa intermediária, seria muito improvável que os elétrons realmente se ligassem às moléculas . “
Mais informações: Malcolm Simpson et ai, Influence of a Supercritical Electric Dipole Moment on the Photodetachment of C3N−, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.127.043001
