Opis projektu
Co przykleja się do powierzchni ziaren pyłu kosmicznego?
Pył kosmiczny stanowi bardzo niewielką część ośrodka międzygwiazdowego, ale odgrywa istotną rolę w ewolucji Wszechświata. Klejące powierzchnie ziaren pyłu przypominają maleńkie fabryki chemiczne łączące atomy, które w przeciwnym razie mogłyby się nie spotkać, i katalizujące reakcje. Biorąc pod uwagę ich kluczową rolę w molekularnym zróżnicowaniu Wszechświata, naukowcy badali reakcje chemiczne na powierzchni ziaren pyłu międzygwiazdowego za pomocą spektroskopii astrofizycznej, eksperymentów laboratoryjnych i modeli matematycznych. Finansowany przez UE projekt QUANTUMGRAIN ma rzucić nowe światło na chemię ziaren pyłu, pokonując ograniczenia obecnych metodologii dzięki wykorzystaniu najnowszych metod symulacji chemii kwantowej. Wyniki tych prac pozwolą odpowiedzieć na ważne pytania dotyczące najczęstszych typów reakcji i ich przyczyn, a także roli, jaką odgrywają w nich powierzchnie ziaren pyłu międzygwiazdowego. Ostatecznie symulacje te mogłyby wyjaśnić molekularne mechanizmy samych reakcji.
Cel
The Universe is molecularly rich, comprising from the simplest molecule (H2), to complex organic molecules (e.g. NH2CHO) and biomolecules (e.g. amino acids). The physical phases involved in a Solar-type planetary system formation go hand-in-hand with an increase in molecular complexity, which is ultimately connected with the origin of life. Interstellar (IS) grains play a key role in this chemical evolution as they provide surfaces where key chemical reactions occur. The IS grain chemistry is not fully understood yet. Spectroscopic astronomical observations combined with astrochemical modelling and laboratory experiments have dedicated great efforts to this end but they are still severally limited at reproducing, characterizing and, ultimately, understanding truly existing IS surface reactions. The QUANTUMGRAIN project aims to overcome such limitations by adopting a fourth approach: new state-of-the-art quantum chemistry simulations. These simulations will provide unique, unprecedented information at a molecular level (structures, energetics and dynamics) of the physico-chemical processes occurring in IS surface reactions, with the final objective to fully unveil the actual chemistry on IS grains. To achieve this objective QUANTUMGRAIN is based on three pillars: i) construction of realistic atom-based structural models for IS grains to characterize their structural, energetic and spectroscopic features, ii) molecular simulation of crucial “on-grain” reactions (formation of simple molecules, complex organic molecules and biomolecules) to disentangle the most favourable mechanisms, and iii) assessment of the actual role of IS grains in each reaction (catalyst? concentrator? third body?) to know why their presence is fundamental. My ambition is to have a complete, accurate molecular description of the different elementary physico-chemical steps involved in IS surface reactions, with the ultimate goal to definitely unveil in a comprehensive way the IS grain chemistry.
Dziedzina nauki
- agricultural sciencesagriculture, forestry, and fisheriesagriculturegrains and oilseeds
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomolecules
- natural scienceschemical sciencesphysical chemistryquantum chemistry
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryamines
- natural sciencesphysical sciencesastronomyplanetary sciences
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
08193 Cerdanyola Del Valles
Hiszpania