Spektroskopia w podczerwieni pomaga rozwiązać międzygwiezdną zagadkę
Dzięki czułym spektrografom teleskopu kosmicznego Herschela oraz obserwatorium Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), nasza wiedza na temat międzygwiazdowej emisji podczerwieni znacznie się poszerzyła. Widma na tych długościach fal ujawniają niezwykłą różnorodność szczegółów, odzwierciedlającą reakcje cząsteczek na lokalne warunki. Poznanie tych złożonych zjawisk chemicznych wymaga specjalnego badania mającego na celu scharakteryzowanie widma podczerwieni różnych związków chemicznych w laboratorium. W ramach finansowanego ze środków UE projektu FISSA (The invisible made visible: Far-infrared spectroscopy in support of astrochemistry), uczeni opracowali instalację eksperymentalną służącą do badania analogów cząsteczek pyłu międzygwiazdowego. Aby uzyskać warunki spotykane w ośrodku międzygwiazdowym, naukowcy wykorzystali termiczną komorę próżniową, w której ciśnienie można obniżyć aż do 10^-8 Torr, a temperaturę nastawić na 8 – 300 K. Użyto komercyjnego spektrometru, a także spektrometru specjalnie zbudowanego przez badaczy, aby badać obszary średniej, jak i dalekiej podczerwieni widma elektromagnetycznego. Przy pomocy szeregu różnych technik doświadczalnych — na przykład spektroskopii desorpcji cieplnej czy symulacji metodą Monte Carlo — scharakteryzowano widma wody i dwutlenku węgla w czystym, mieszanym i warstwowym lodzie o istotnym znaczeniu dla astrofizyki. Natlenianie tlenku azotu i tworzenie większych związków zawierających azot i tlen badano w warunkach zbliżonych do panujących w obłokach międzygwiazdowych. Badania te dostarczyły już wielu informacji na temat składu drobin pyłu międzygwiazdowego. Znajdują się wśród nich związki wody i cząsteczki organiczne, uważane za niezbędne dla powstania życia. Wyniki prac zostały opisane w 14 publikacjach w uznanych czasopismach naukowych. Po zakończeniu projektu FISSA planuje się rozszerzenie bazy danych na większe związki i ich właściwości fizyczne.
