Affascinante chimica cosmica e potenziali applicazioni terrestri: una scoperta degli studiosi del Wellesley College

RomeI ricercatori del Wellesley College stanno studiando come i raggi cosmici che attraversano le particelle di ghiaccio creino elettroni a bassa energia. Questi elettroni aiutano a formare molecole prebiotiche, fondamentali per lo sviluppo della vita. Kennedy Barnes, una studentessa universitaria, presenterà i risultati del team all'incontro autunnale dell'American Chemical Society.

I ricercatori hanno avuto un'idea intrigante: gli elettroni a bassa energia potrebbero giocare un ruolo più cruciale dei fotoni nelle reazioni chimiche che formano molecole prebiotiche nello spazio. Questa intuizione è nata dalla scoperta che i raggi cosmici generano più elettroni che fotoni quando attraversano i ghiacci cosmici. Per verificare questa teoria, gli scienziati hanno ricreato le condizioni spaziali in laboratorio. Ecco come hanno proceduto:

• È stata utilizzata una camera a ultra-alto vuoto con un substrato di rame ultrapuro raffreddato a temperature ultra-basse.
• Un cannone elettronico ha prodotto elettroni a bassa energia per il bombardamento.
• Una lampada al plasma azionata da laser ha generato fotoni a bassa energia.
• I ricercatori hanno poi osservato le reazioni chimiche su film di ghiaccio a scala nanometrica.

Gli scienziati hanno scoperto che gli elettroni a bassa energia possono generare molecole importanti in modo più efficiente di quanto si pensasse prima. Questa nuova comprensione potrebbe cambiare la nostra idea sulla formazione dei componenti essenziali della vita sulla Terra e in luoghi ghiacciati come Europa, una luna di Giove.

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Le scoperte qui sulla Terra trovano applicazioni pratiche. Gli elettroni a bassa energia possono generare molecole reattive come il perossido di idrogeno e i radicali idroperossi attraverso la chimica delle radiazioni e la scissione dell'acqua. Queste molecole sono dannose per l'ambiente e la salute umana. Capire come si formano può aiutarci a sviluppare metodi migliori per la pulizia ambientale e migliorare trattamenti medici come la radioterapia contro il cancro.

Il team di Barnes sta andando oltre le simulazioni. Stanno testando vari tipi di film di ghiaccio ed esplorando diverse chimiche della vita primordiale, il che potrebbe aiutarci a comprendere la formazione delle molecole necessarie alla vita.

Questo studio rappresenta un notevole progresso nella nostra comprensione dell'astrochimica. Integrando elettroni a bassa energia nei loro modelli, i ricercatori possono simulare meglio i processi chimici nei ghiacci spaziali. La collaborazione con laboratori internazionali sta avanzando ulteriormente il lavoro e Barnes descrive questo come una nuova Età dello Spazio. Sostenuto da vari finanziamenti e fondazioni, questa ricerca promette di condurre a nuove scoperte sia nella chimica spaziale che terrestre.