Astrokimia adalah bidang yang relatif baru, yang berada di tengah-tengah antara astronomi, fisika dan kimia, dengan fokus utama studi tentang pembentukan, penghancuran, dan kelimpahan molekul di berbagai lingkungan seperti awan molekuler, daerah kelahiran bintang, nebula planet, piringan protoplanet, atmosfer planet, komet, dll.
Salah satu topik penting yang dibahas oleh astrokimia adalah studi kimia organik prebiotik untuk memahami asal usul kehidupan di Bumi. Tergantung pada kondisi fisik-kimia lingkungan, molekul mungkin dalam fase gas atau mungkin terkondensasi pada permukaan butiran debu antarbintang, komet, dll.
Astrokimia dapat dibagi menjadi 3 sub-bidang: astrokimia observasional, teoritis dan eksperimental.
- Astrokimia observasional
Molekul dapat diamati terutama dalam panjang gelombang radio dan inframerah. Banyak karakteristik dari spesies ionik dan molekul netral yang paling penting ditemukan dalam panjang gelombang milimeter. Oleh karena itu, diyakini bahwa dengan interferometer ALMA (Atacama Large Millimeter Array) dan LLAMA (Long Latin American Millimetric Array), dengan antena dan peralatan canggih, mereka akan mencapai sensitivitas tinggi dan resolusi sudut tinggi, yang akan memungkinkan untuk mengidentifikasi sejumlah besar molekul dan akan memungkinkan pemetaan distribusi molekul prebiotik, misalnya dalam cakram protoplanet di mana planet sedang atau akan terbentuk.
Teleskop Gemini dioptimalkan untuk pengamatan pada panjang gelombang dalam inframerah, oleh karena itu, penggunaan Gemini dapat memberikan kemajuan besar dalam pendeteksian molekul dalam frekuensi pita transisi ro-getaran.
- Astrokimia teoretis
Mengambil pengamatan sebagai penghubung, caral dikembangkan dalam upaya untuk menggambarkan skenario kimia atau fisika-kimia yang berbeda, seperti, misalnya, evolusi kimia dari awan molekul sebagai fungsi dari kelimpahan atom awal waktu atau bahan kimia utama. reaksi pada ketinggian tertentu dalam atmosfer planet.
Pertanyaan-pertanyaan ini, serta banyak lainnya, dipelajari secara teoritis dalam sub-bidang astrokimia, astrokimia teoretis.
Tantangan utamanya adalah menggabungkan kompleksitas reaksi kimia yang terjadi pada permukaan partikel debu dan butiran debu.
- Astrokimia eksperimental
Astrokimia eksperimental adalah ilmu multidisiplin yang menyelidiki, berdasarkan eksperimen laboratorium, pertanyaan tentang keberadaan, pembentukan, dan kelangsungan hidup molekul di berbagai lingkungan.
Interaksi radiasi pengion (foton, elektron atau ion) dengan molekul, dalam kedua fase, memicu proses disosiatif dan reaksi kimia, yang konsekuensinya adalah peningkatan terus menerus dalam kompleksitas kimia di lingkungan ini.
Misalnya, dari pengolahan molekul sederhana seperti N2, H2O, CO, NH3, terbentuklah molekul organik prebiotik seperti asam amino glisin (C2H5NO2) dan basa adenin (C5H5N5). Dalam eksperimen yang melibatkan fase gas, misalnya, komponen gas dari medium antarbintang, atmosfer planet, komet, dan lingkungan astrofisika lain yang mengandung spesies kimia dalam fase gas disimulasikan.
Dalam eksperimen yang melibatkan fase terkondensasi, lingkungan yang berada pada suhu rendah (10 hingga 100 K) partikel debu antarbintang/sirkumstellar, butiran debu dalam cakram protoplanet, dll. diselidiki.
Permukaan beku planet, bulan, asteroid, komet, aerosol (seperangkat partikel yang tersuspensi dalam gas), di atmosfer planet dan bulan, dll. juga diselidiki.