Upload
stasia
View
44
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Intersztelláris anyag. Lyra gyűrűsköd (M57). INTERSZTELLÁRIS ANYAG. spirálgalaxisban: 10% irreguláris galaxisban: 50%. fényabszorpció fényszórás polarizáció. fényabszorpció. GÁZ 99%. POR 1% (nem gömb alak, 1 m m). széntartalmú. fémes szilikát. Csillagközi gáz. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Intersztelláris anyag
Lyra gyűrűsköd(M57)
INTERSZTELLÁRIS ANYAG
fényabszorpciófényszóráspolarizáció
GÁZ99%
POR1%
(nem gömb alak, 1 m)
széntartalmú fémes szilikát
fényabszorpció
-spirálgalaxisban: 10%-irreguláris galaxisban: 50%
Csillagközi gáz
• A csillagközi anyagnak 99%-a gáz
• A gáz/por arány mindenütt egyforma: ahol sok a por ott sok a gáz is
• a csillagközi gáz túlnyomórészt semleges hidrogén
• molekuláris, atomos vagy ionizált formában fordul elő
– HI: 21 cm-es rádiósugárzás
– HII: Balmer-sorozat
– H2: rotációs spektrum közeli IR-tartományban
Csillagközi por
• Csillagközi anyagnak csak 1%-át adja, mégis igen nagy jelentőségű
• megnyúlt, tű alakú kristályok
• grafitszemcsék vagy szilikátszemcsék, jégburokkal
• elnyeli, szórja és polarizálja a csillagok fényét
• felületükön kémiai reakciók játszódnak le („katalizátorok”)
Intersztelláris porszemcse kialakulása
Nem illékony szerves molekulák
Szemcsék egy diffúz intersztelláris felhőben
Nem illékonyszerves
molekulák
INTERSZTELLÁRIS ANYAG
Felhőközi anyag Felhő
Forró komp.T~106 K
n ~0,001 cm-3
Meleg komp.T~104 K
n ~0,1 cm-3
Diffúz felhőT~50-100 K
n ~1-100 cm-3
MolekulafelhőT~10 K
n >103 cm-3
Forró felhőközi komponens
• forró, ritka, ionizált
• létezését 1956-ben Lyman Spitzer jósolta meg
• nincs termodinamikai egyensúlyban
• T~106 K (kinetikus hőmérséklet)
• anyagsűrűség ~ 0,001 cm-3
• többszörösen ionizált atomok abszorpciós vonalai UV-tartományban, illetve UV- és röntgen emisszió
Meleg felhőközi komponens
• a felhőközi anyag tömegének csak kis hányadát foglalja
magában, de térfogata jelentős
• T~104 K
• anyagsűrűség: ~0,1 cm-3
• optikai emisszió, HI területek
Diffúz felhő
• felhőkben a csillagközi anyag tömegének 80%-a koncentrálódik
• T= 50-100 K
• anyagsűrűség: 1-100 cm-3
• semleges H van jelen (HI régiók)
Molekulafelhő
• hidegebb, sűrűbb
• T ~ 10 K
• anyagsűrűség: >100 cm-3
• porszemcsék leárnyékolják az UV-sugárzást, felületükön megkötik a
H-atomokat, amelyek így nagyobb valószínűséggel alakulhatnak H2
molekulákká
• Más molekulákat is tartalmaznak (táblázat később)
Molekulafelhők alaktípusai
Típus
Méret TömegPélda
(pc) (MNap)
globula 0,1-0,3 1-500 B335
sűrű mag 0,1-0,3 1-100 L1551
sötét filament 1-10 100-1000 L1755
sötét mag 1-3 100-104 L1686
óriás filament 3-10 104 -105 L1641
óriás mag 1-3 104 -105 L1630*
• óriási filamentek gyakran tartalmaznak globulákat hossztengelyük mentén egyenletesen elosztva
• globulák belsejében több sűrű mag lehet• HIERACHIKUS SZERKEZET
*Lynds, Beverly T.: Catalogue of Dark Nebulae, Astrophysical Journal Supplement, vol. 7, p.1 (1962)
Bok-globula
HII régió az IC2944* emissziós ködben, csillag-születési terület
Nevét Bart Bok csillagász után kapta, aki 1940-ben javasolta, hogy ezek a globulák lehetnek a csillag-bölcsők.• 5900 fé távolság• 1,4 fé méretű felhők• Együtt 15 MNap
*Index Catalogue
L1641 – óriási filament az Orion-ködben
benne láthatók a magok
L1551 – sűrű magokcsillagalakulási régió a Taurus- Auriga csillagalakulási komplexumban
Ködök csoportosítása
Emissziós ködökReflexiós ködök
Planetáris ködök
Világító ködökSötét ködök
HII régiók SN maradvány Cirkumsztellárisködök
Ködök csoportosítása
Emissziós ködökReflexiós ködök
Planetáris ködök
Világító ködökSötét ködök
HII régiók SN maradvány Cirkumsztellárisködök
Bernard 62 sötét köd aKígyótartó csillagképben
Sötét köd: Lófej köd
Lófej-köd(Orion)
Sötét köd: Lófej ködNagyobb sűrűségű, többnyire porfelhők, melyek jelentősen legyengítik a mögöttük lévő csillagok fényét.
Föld
távoli világítóköd
sötét köd
Ködök csoportosítása
Emissziós ködökReflexiós ködök
Planetáris ködök
Világító ködökSötét ködök
HII régiók SN maradvány Cirkumsztellárisködök
Rayleigh-szórás• elektromágneses sugárzás szóródik gömbszerű részecskén,
amelynek a mérete kisebb, mint a fény hullámhossza• rugalmas ütközés• a szóródási együttható függ a részecskék méretétől és a fény
hullámhosszától
ahol d: a részecske átmérője, : fény hullámhossza
kisebb hullámhosszú fényre nagyobb szóródás (kék)nagyobb hullámhosszúságú fényre kisebb szóródás
(piros)
4
6
dk
Boszorkányfej-köd(Orion)
Diffúz köd – reflexiós köd: Boszorkányfej-köd
csillag
reflektáló porköd
Föld
Fénylő ködök, amelyek mindig fényes csillagok, vagy csillag-csoportok környezetében vannak, porfelhőkből állnak és a környező csillagok megvilágítják őket.
Ködök csoportosítása
Emissziós ködökReflexiós ködök
Planetáris ködök
Világító ködökSötét ködök
HII régiók SN maradvány Cirkumsztellárisködök
Rozetta-köd (Canis Minor)
Diffúz köd – emissziós köd: Rozetta-ködFénylő köd, amely fényes csillagok vagy csillagcsoportok környezetében van, gázanyaga világít, a gerjesztés energiáját a környezetében lévő csillagok adják
Föld
emisszióra gerjesztettgázfelhő
gerjesztő csillag
HII régiók
Korai színképtípusú csillagok körül (O, A, B) alakul ki – ezek rövid hullámhosszúságú sugárzást bocsátanak ki, amely a csillagtól egy bizonyos távolságig ionizálni képes a H-atomokat – Ez a HII régió
Példák HII zónák méretére:O5 csillag körül: 100 pcB0 csillag körül: 20 pcA0 csillag körül: 0,5 pc
HRDHarward-klasszifikáció
O, B, A
M33 – Triangulum-galaxis
Orion-köd
Ködök csoportosítása
Emissziós ködökReflexiós ködök
Planetáris ködök
Világító ködökSötét ködök
HII régiók SN maradvány Cirkumsztellárisködök
Lyra- gyűrűsköd
Planetáris köd: Lyra- gyűrűsköd
• elnevezés megtévesztő• egyes csillagok körül elhelyezkedő, halványan fénylő
gázhéjak, amelyeket a csillag fejlődése során dobott le• Tejútrendszerben úgy 20.000 ilyen van
CSILLAGOK FEJLŐDÉSE
Ködök csoportosítása
Emissziós ködökReflexiós ködök
Planetáris ködök
Világító ködökSötét ködök
HII régiók SN maradvány Cirkumsztellárisködök
Rák-köd (Bika)
SN maradvány: Rák-köd
• Bika csillagképben• 1054-ben történt szupernova robbanás maradványa• anyag tágulási sebessége 1000 km/s körül
Ködök csoportosítása
Emissziós ködökReflexiós ködök
Planetáris ködök
Világító ködökSötét ködök
HII régiók SN maradvány Cirkumsztellárisködök
Cygnus-X
T Tauri
ATOMOK ÉS MOLEKULÁK KÖRFORGÁSA
2 atomos
3 atomos
4 atomos
5 atomos
6 atomos
7 atomos
8 atomos
9 atomos
10 atomos
11 atomos
12 atomos
13 atomos
H2 C3 c-C3H C5 C5H C6H CH3C3N CH3C4H CH3C5N HC9N (C6H6) HC11N AlF C2H l-C3H C4H l-H2C4 CH2CHCN HC(O)OCH3 CH3CH2CN (CH3)2CO CH3C6H (C2H5OCH3) AlCl C2O C3N C4Si C2H4 CH3C2H CH3COOH (CH3)2O (CH2OH)2 C2 C2S C3O l-C3H2 CH3CN HC5N C7H CH3CH2OH CH3CH2CHO CH CH2 C3S c-C3H2 CH3NC CH3CHO H2C6 HC7N CH+ HCN C2H2 H2CCN CH3OH CH3NH2 CH2OHCHO CH3C(O)NH2 CN HCO NH3 CH4 CH3SH c-C2H4O (l-HC6H) C8H
– CO HCO+ HCCN HC3N HC3NH+ H2CCHOH (CH2CHCHO) C3H6 CO+ HCS+ HCNH+ HC2NC HC2CHO C6H
– CH2CCHCN CP HOC+ HNCO HCOOH NH2CHO SiC H2O HNCS H2CNH C5N HCl H2S HOCO+ H2C2O l-HC4N KCl HNC H2CO H2NCN c-H2C3O NH HNO H2CN HNC3 (H2CCNH) NO MgCN H2CS SiH4 NS MgNC H3O
+ H2COH+ NaCl N2H
+ c-SiC3 C4H–
OH N2O CH3 PN NaCN SO OCS SO+ SO2 SiN c-SiC2 SiO CO2 SiS NH2 CS H3
+ HF SiCN SH AlNC HD SiNC
(FeO) HCP O2
CF+ (SiH) PO
Űrben detektált molekulák táblázata
Poliaromás szénhidrogének Fullerének
REAKCIÓMECHANIZMUS
• diffúz molekulafelhőben (kisebb anyagsűrűség + UV-sugárzás) – kémia gyors a gravitációs kollapszushoz és a porszemcsékre való kifagyás sebességéhez képest – kvázi állandó közelítést lehet alkalmazni
• molekulafelhőkben (nagyobb anyagsűrűség + kozmikus sugárzás leárnyékolva) – minden folyamat időskálája azonos nagyságrendbe esik, a reakciókinetikai számítások is bonyolultabbá válnak
GÁZ FÁZISBAN FELÜLETEN
Kvázistacionárius folyamatok:
A B C
[B] : kicsi és állandó 0dtBd
REAKCIÓK
FELTÉTELEK
EREDMÉNY
MEGFIGYELÉS
GÁZFÁZISBAN LEJÁTSZÓDÓ FOLYAMATOK
• kis hőmérséklet (10 K)• extrém kis nyomás• kis anyagsűrűség• közel nulla gravitáció• kozmikus sugárzás (UV-sugárzás és töltött részecske sugárzás)
• Részecskéknek ütközniük kell egymással
• Részecskéknek egy minimális energiával kell rendelkezniük (aktiválási energia)
• Reakciósebesség hőmérsékletfüggő –Arrhenius-egyenlet:
• exoterm reakciók játszódnak le
GÁZFÁZISBAN LEJÁTSZÓDÓ FOLYAMATOK
• molekulák közti reakciók (aktiválási energia)
• ion-molekula reakciók (ionizáláshoz kell energia)
• gyökök közti reakciók (gyökképződéshez kell energia)
FELÜLETEN LEJÁTSZÓDÓ FOLYAMATOK
FELÜLET: Intersztelláris anyag 1 %-a por
FIZIKAI FOLYAMATOK-adszorpció/deszorpció-szórás-diffúzió a felületen
KÉMIAI FOLYAMATOKfelület katalizáló hatása
Reaktánsok
Termék(ek)
Eakt(katalitikus)
Eakt(nem katalitikus)Eakt
Energia
AB AB
ABAB AB
AB
szórás
diffúzióadszorpció
deszorpció
Felületen lejátszódó fizikai folyamatok
AB ABAB2B
BA
A
A2A2B A2
A2B
Eley-Rideal mechanizmus
Langmuir-Hinshelwood mechanizmus
Felületen lejátszódó kémiai folyamatok mechanizmusai
• hidrogén (93,38%)• hélium (6,49%)• biogén elemek: C, N, O (0,11%)
arányok: O:C:N = 7:3:1• Ne, Si, Mg, S (0,002%)• egyéb (0,02%)
ELEMEK MEGOSZLÁSA INTERSZTELLÁRIS ANYAGBAN
INTERSZTELLÁRIS ANYAG MOLEKULÁRIS ÖSSZETÉTELE
• kétatomos molekulák• halogenidek és pszeudohalogenidek• hidridek• zárt héjú szénhidrogének• nyílt láncú szénhidrogének• gyűrűs molekulák• O és C-tartalmú molekulák• S és C-tartalmú molekulák• N és C-tartalmú molekulák• egyéb molekulák• ionok
KÉTATOMOS MOLEKULÁK
H2, CC, CN, CP*, CO, CS*, SiC*, SiN*, SiO, SiS, NP, NO, NS, SO
HALOGENIDEK, PSZEUDOHALOGENIDEK
*: csak C-ben gazdag cirkumsztelláris környezetben
HF HClNaCl* KCl NaCN
MgCN MgNCAlF* AlCl*
SiCN
szén szilícium foszfor
HIDRIDEK
CH4 NH3 H2O CH NH OH SHSiH4* H2S CH2 NH2
CH3
ZÁRT HÉJÚ SZÉNHIDROGÉNEK
CH4 C2H4 C2H2 CH3CCH CH3CCCCHHCCCCH# HCCCCCCH#
C6H6
#: csak C-ben gazdag planetáris ködben
sem PH3, sem szilícium tartalmú gyököket nem azonosítottak
allént (H2CCCH2) nem detektáltak
NYÍLT LÁNCÚ SZÉNHIDROGÉNEK
CH3(CC)nH n = 1, 2HCn n = 1-8H(CC)nH n = 2#, 4#
Cn n = 2, 3, 5H(CC)nCN n = 1-5(CC)nCN n = 1, 2*CH3(CC)nCN n = 1, 2H2Cn n = 3, 4, 6*CnO n = 1, 2, 3, 5CnS n = 1, 2, 3*, 5(?)CnSi n = 1, 4*
GYŰRŰS MOLEKULÁK
SiC2 SiC3 C3H C2H4O C3H2
ciano-poli-acetilén származékok
szén klaszterek
kumulén karbének
OXIGÉN ÉS SZÉNTARTALMÚ MOLEKULÁK
CH3OH H2CO HCOOHC2H5OH CH3CHO CH3COOH
HCOOCH3
C2H3OHH2CCO HCCCHO CH3COCH3 CH3OCH3 HOCH2HCO
CO CO2 HCO C2O C3O C5O
KÉN ÉS SZÉNTARTALMÚ MOLEKULÁK
CH3SHH2CS CS C2S C3S
glikol-aldehid
NITROGÉN ÉS SZÉNTARTALMÚ MOLEKULÁK
HCN CHCN*CH2CNCH3CN C2H3CN C2H5CN H2NCN
CH3NH2 H2CNHH2CN
SO2 OCS N2O HNOHCONH2 HNCO HNCS
H2NCH2COOH (?)
EGYÉB MOLEKULÁK
glicin
IONOK
CH+ CO+ SO+
HCO+ HCS+ HNN+ HOC+ H3+
HCNH+ HOCO+ H3O+
H2COH+ HC3NH+
• 97% semleges• 3% töltött (főként +, 5 -)
C6H- (2006), C4H- (2007), C8H- (2007), C3N- (2008), C5N- (2008)
a)
asszociáció sugárzással
fotodisszociáció
A B AB h+ +
h + AB B + A
Fraser et al, A&G, 2002 Vol 43, p2.10-2.18
b)
három részecske reakció
disszociáció ütközéssel
A + B M+ AB M+
M + AB M + B + A
Fraser et al, A&G, 2002 Vol 43, p2.10-2.18
c)
semleges kicserélődés
AB + D BD + A
Fraser et al, A&G, 2002 Vol 43, p2.10-2.18
d)
ion-molekula reakciók
töltéscsere reakciók
AB D++ BD+ + A
AB + AB+ + DD+
Fraser et al, A&G, 2002 Vol 43, p2.10-2.18
e) rekombinációs reakciók
sugárzási rekombináció (atomos)
A+
sugárzási asszociáció
disszociatív rekombináció (molekuláris)
+ e-
e-
e-
e-
e-
A + h
B+ + +
+
+
+
+
+
A
M MB-
A-
AB+
AB B- A
ABFraser et al, A&G, 2002 Vol 43, p2.10-2.18
+ h
+ h
f)
negatív ion reakciók
A
A
++
++
A-
B- AB e-
e-A2
Fraser et al, A&G, 2002 Vol 43, p2.10-2.18
g)
kondenzációs reakciók
ABAB
gáz fázis szilárd
Fraser et al, A&G, 2002 Vol 43, p2.10-2.18
h) felületi reakciók
heterogén katalízis adszorpció/termikus deszorpció
UV/ion/elektron ütközés
AB
A2
AB
AB
AB BD
BDA
A BB
AB
BDBA
h
e-
BD2
Fraser et al, A&G, 2002 Vol 43, p2.10-2.18
i)
szén beépülési reakciók
C+ + CH4 C2H2+ + H2
+e-
C2H + H
+ C+
C3+ + H
Fraser et al, A&G, 2002 Vol 43, p2.10-2.18
porszemcse aggregáció
j)
+ +
M+ + + PAH
Fraser et al, A&G, 2002 Vol 43, p2.10-2.18
D
D
D
D+
H
HH
H2
H+
H
H
H+ H2+
+e-
+
HD+
+
+e-
+
H++ +
+
HD+
+
+
+
+vagy +e- + h
H-
H2
H++
+e- +
+vagyvagy
H2+
h
Fraser et al, A&G, 2002 Vol 43, p2.10-2.18
GÁZ FÁZISÚ REAKCIÓK
Kinetikus energia:diffúz felhőben: 0,8 kJ/molmolekulafelhőben: 0,08 kJ/mol
Főként exoterm reakciók játszódnak le
Kicsi vagy közel nulla energiagáttal
Csak két speciesz ütközése (Három speciesz ütközése ritka: 109 évenként 1)
Kaiser, Chemical Reviews, 2002, Vol. 102. No. 5 1309-1358
Ion – molekula reakciók
Bimolekuláris, exoterm ion-molekula reakcióknak nincs energiagátja
H2
kozmikussugárzás
H2+
+H2
H3+ + H
+ X
HX+
proton akceptor
Herbst, Chem. Soc. Rev. 2001, 30, 168-176
H3+
C
CH+H2 CH2
+ H2 CH3+ CH5
+H2
CO
C
UV sugárzás
C+
H2
CH4C2H2
+ C+
...............................
Herbst, Chem. Soc. Rev. 2001, 30, 168-176
Gyökös reakciók
Reakciók acetilénnel:
C + C2H2 C3H + H
C2H + C2H2 C4H2 + H
CN + C2H2 HCCCN + H
HC9N
Herbst, Chem. Soc. Rev. 2001, 30, 168-176
UMIST adatbázisreagensek termékek
• Víz
• Anionok
• Legegyszerűbb cukor (glikol-aldehid)
• Aminosavak (glicin)
• PAH-ok
PÉLDÁK
H2 + kozmikus sugárzás H2+ + e-
H2+ + H2 H3
+ + H
H3+ + O OH+ + H2
OHn+ + H2 OHn+1
+ + H
H3O+ + e H2O + H; OH + 2H, stb...
1. VÍZ
Herbst, Chem. Soc. Rev. 2001, 30, 168-176
2. NEGATÍV IONOK
• C6H- IRC +10216 (C-ben gazdag csillag), L1526 (protocsillag), TMC-1 (Taurus molekulafelfő)
• C4H-
IRC + 10216, L1526
• C8H-
IRC +10216, TMC-1
• C3N-
IRC + 10216
sugárzási asszociáció: e- + A A- + h
e-+AA- + hfotodisszociáció:
disszociatív rekombináció: e-+ +AB B- A
asszociatív: +B- A e-+AB
anion – semleges reakció: A- + B DC- +
semlegesítés: A- + B+ A + B
Negatív ionok reakcióikorábbi elmélet
újabb elmélet
Herbst and Osamura, ApJ, 679:1670-1679, 2008
e-+ +AB B- A
Disszociatív rekombinációs keletkezési út az ismert anionokra:
e- + H2C6 → C6H- + H
e- + H2C4 → C4H- + H
e- + H2C8 → C8H- + H
e- + HNCCC → CCCN- + H
exoterm
endoterm
exoterm
Herbst and Osamura, ApJ, 679:1670-1679, 2008
endoterm (26 kJ/mol)
Herbst and Osamura, ApJ, 679:1670-1679, 2008
exoterm (16 kJ/mol)
Herbst and Osamura, ApJ, 679:1670-1679, 2008
exoterm (47 kJ/mol)
Herbst and Osamura, ApJ, 679:1670-1679, 2008
C + C6H2 → C7H + H
C7H + e- → C7H- + h
C7H- + H → C7H2 + e-
...
...
Herbst and Osamura, ApJ, 679:1670-1679, 2008
3. GLIKOL-ALDEHID
• 2000-ben detektálták (Hollis és mtsai)• C2H4O2 összegképlettel 3 molekula:
ecetsav (CH3COOH)metil-formiát (HCOOCH3)glikol-aldehid (HOCH2CHO)
• keletkezési mechanizmusukecetsav és metil-formiát: gáz fázisbanglikol-aldehid: szemcsék felületén
• etilén-glikol (HO-CH2-CH2-OH) detektálásaHale-Bopp üstökös (1997)intersztelláris anyag (2002)
• etilén-glikolból képződhetCH3OH H2COHO-CH2-CH2-OH HO-CH2-CHO
Hudson et al, Advances in Space Research, 36 (2005) 184-189
H2O + etilén-glikol jég (20:1)
0,8 MeV protonokkal bombázás
Etilén-glikol jég
10 K
12,8 eV/molekula
CO2
COH2COCH4
HOCH2CHOCH3OH
1,2 eV/molekula
CO2
COH2CO
HOCH2CHO
Hudson et al, Advances in Space Research, 36 (2005) 184-189
Fotodisszociációs reakciók:
h + H2O OH + Hh + CH4 CH3 + H
Metanol + formil gyök képződés:
CH3 + OH CH3OHH + CO HCO
Glikolaldehid képződés:
HCO + CH3OH HOCH2CHO + H
Porszemcsékben végbemenő glikolaldehid képződés
szilikát mag
aminosavak, cukrok
illékony jegek
Porszemcse
4. GLICIN• keresés kezdete: 15 évvel ezelőtt• aminosavak UV-fényre igen érzékenyek• glicin közvetlen kimutatása nem volt sikeres, csak közvetett
bizonyítékok vannak• Molekulamagokban UV-árnyékolás – szemcséken vagy gáz
fázisban képződhetnek aminosavak• Szemcséken kialakulhatnak szerves molekulák, amelyek
karbonil-csoportot tartalmaznak: H2CO, CH2CO, CH3CHO, HCOOH, HNCO, NH2CHO
• Halley-üstökös magjában: amino-metanol (NH2CH2OH) • Lehetséges képződési reakció:
NH2CH2OH2+ + HCOOH(Gly)H+ + H2O
• glicinből -alanin (NH2CH(CH3)COOH), vagy -aminovajsav (NH2C(CH3)2COOH) is kialakulhat
Ehrenfreund et al, Proc. First European Workshop on Exo-Astrobiology, 21-23 May, 2001
Takano et al, Earth and Planetary Science Letters 254 (2007) 106-114
CO + NH3 + H2O gázkeverék
3,0 MeV proton sugárzás
aminosav prekurzor molekulákM ~ néhány 100-tól 3000 g/mol
cirkulárisan polarizáltUV-fénnyel besugározva
királis aminosavak,a fő termék: glicin
glikolamid(HOCH2CONH2)
PAH-ok(naftalin, fenantrén)
Devienne et al, Chimie physique et théorique, Série II c, p 435-439, 1998
grafit por
bombázás nagy energiájú (10 keV)H2/N2 (15/85) eleggyel
bombázástermikus
O2-nel
glicinre jellemző fragmentumok mérhetők MS-sel,
kevesebb alanin, leucin, izoleucin
2-4 óra, vákuum
uracil, adenin(nukleotid bázisok)
Basiuk et al, Planetary and Space Science 47 (1999) 577-584
Aminosavak és nukleotid bázisok túlélési esélyei
glicin, L-alanin,... purinok (adenin és guanin)pirimidinek (uracil és citozin)
gyors felfűtés (400-1000 °C)N2 és CO2 légkör
500-600 °C – molekuláknak csak néhány %-a marad ép700 °C felett – molekulák lebomlanak
NH2CH2COOHCH3OH2
+
glicin protonált metanolNH2CHCOOH + H3O+
CH3
CH3OH2+
-alanin
protonált metanol
NH2CCOOH + H3O+
CH3
CH3
-aminovajsav
Cronin and Chang, The Chemistry of Life’s Origins, Kluwer Academic Publishers, 1993
Nagyobb aminosavak
HCO HCCOformil gyök ketenil gyök
HNCCO
+ C + C .... + C HCnO
HNCnO+ N
+ N
telítésNH2CH2CH2OH
amino-etanol
telítésNH2(CH2)nOH
amino-alkoholok
HCOOH
NH2CH2CH2OH2+
H+ H+
NH2(CH2)nOH2+
HCOOH
NH2CH2CH2COOH2+ + H2O NH2(CH2)nCOOH2
+ + H2Oprotonált -alanin
Ehrenfreund et al, Proc. First European Workshop on Exo-Astrobiology, 21-23 May, 2001
Aminosavak szintézise -alaninból
Charnley, The Bridge Between the Big Bang and Biology, Consiglio Nazionale delle Ricerche, 2001
NH2CH2CH2COOH MeOH2+
NH2CH2CHCOOHCH3
NH2CH2CCOOHCH3
CH3
MeOH2+
EtOH2+ EtOH2
+EtOH2+
EtOH2+EtOH2
+
NH2CHCH2COOHC2H5
NH2CH2CHCOOHC2H5
C2H5
C2H5
NH2CHCHCOOH
C2H5
C2H5
NH2CCH2COOHC2H5
C2H5
NH2CH2CCOOH
EtOH2+
NH2CCH2COOHCH3
CH3
NH2CHCH2COOHCH3
NH2CHCHCOOHCH3
CH3
MeOH2+ MeOH2
+
MeOH2+
MeOH2+
5. PAH-OK
1. fenantrén2. antracén3. pirén4. benzo[a]antracén5. krizén6. naftacén7. benzo[c]fenantrén8. benzo[ghi]fluorantén9. dibenzo[c,g]fenantrén10. benzo[ghi]perilén11. trifenilén12. o-terfenil13. m-terfenil14. p-terfenil15. benzo[a]pirén16. tetrabenzonaftalén17. fenantro[3,4-c]-
fenantrén18. koronén
acetilén polimerizáció I.
acetilén polimerizáció II.
KÉMIAI HÁLÓK
kozmikus sugárzás
kozmikus sugárzás
UV-sugárzás
ion-molekula reakciók
asszociáció sugárzással
{ }
disszociatív rekombináció
Kémiai háló molekulafelhőkben lejátszódó reakciókra
kozmikus sugárzás