La spettroscopia infrarossa per risolvere un rompicapo interstellare
Grazie ai sensibili spettrografi a raggi infrarossi della missione Herschel e all’ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), la comprensione dell’emissione infrarossa interstellare è migliorata notevolmente. Gli spettri a queste lunghezze d’onda mostrano un’ampia varietà di dettagli che riflettono la risposta delle molecole alle condizioni locali. Scomporre tale complessità chimica richiede uno sforzo dedicato per tracciare in laboratorio gli spettri infrarossi delle diverse specie chimiche. Nel quadro del progetto FISSA (The invisible made visible: Far-infrared spectroscopy in support of astrochemistry), finanziato dall’UE, i ricercatori hanno sviluppato un set-up sperimentale per studiare analoghi grani di polvere interstellare. Per ottenere le condizioni incontrate nel mezzo interstellare, i ricercatori hanno utilizzato una camera termica a vuoto, dove la pressione può raggiungere bassi valori, fino a 10^-8 Torr, e temperature tra gli 8 e 300 gradi Kelvin. Uno spettrometro reperibile in commercio è stato utilizzato assieme a un altro costruito in laboratorio, al fine di coprire le regioni dello spettro elettromagnetico a medio e lontano infrarosso. Utilizzando varie tecniche sperimentali, come il dissorbimento programmato della temperatura e le simulazioni Monte Carlo, sono stati tracciati gli spettri di rilevanza astrofisica relativi ad acqua e diossido di carbonio in ghiaccio puro, misto e a strati. Sono state inoltre studiate l’ossigenazione di ossido nitrico e la formazione di specie chimiche più grandi che interessano azoto e ossigeno, in condizioni simili a quelle presenti nelle nubi interstellari. Tali studi hanno già portato a molte conoscenze riguardo alla composizione dei grani di polvere interstellare. Ciò include molte forme di molecole organiche d’acqua ritenute necessarie per la vita. I risultati sono stati descritti in 14 pubblicazioni su riviste specializzate e ad alto impatto. Dopo la chiusura del progetto FISSA, i ricercatori prevedono di estendere questo database per le specie chimiche più grandi e le loro proprietà fisiche.
Parole chiave
Spettroscopia a infrarossi, grani di polvere interstellare, astrochimica, camera termica a vuoto, simulazioni Monte Carlo
