I ricercatori hanno usato esperimenti di laboratorio per recuperare le fasi chimiche che portano alla formazione di complessi idrocarburi nello spazio. Una recente analisi del Lawrence Berkeley Lab ha cercato di spiegare la presenza di pirene (un composto chimico noto come idrocarburo aromatico policiclico) in alcune meteoriti.
Gli scienziati ritengono che alcune delle prime strutture in carbonio abbiano subito un'evoluzione nello spazio. A partire da gas semplici, è possibile creare strutture unidimensionali e bidimensionali. Il pirene conduce al grafene bidimensionale, seguito dalla grafite e dall'evoluzione di una chimica più complessa.
La struttura molecolare del pirene è rappresentata da 16 atomi di carbonio e 10 atomi di idrogeno. Si è scoperto che gli stessi processi termici che portano alla creazione di pirene vengono anche effettuati nei processi di combustione nei motori delle automobili, in conseguenza delle quali appaiono particelle di fuliggine.
Quest'ultimo studio si basa su lavori precedenti, in cui hanno analizzato gli idrocarburi con anelli molecolari più piccoli, osservati nello spazio. Quando sono stati notati per la prima volta, non è chiaro come siano apparsi. Questa domanda costrinse astronomi e chimici a unire le forze per capire come si formavano i precursori chimici della vita nello spazio. Il pirene appartiene alla famiglia degli idrocarburi policiclici aromatici (IPA), che rappresentano circa il 20% di tutto il carbonio galattico. Gli IPA sono molecole organiche costituite da una sequenza di anelli molecolari fusi.
Gli scienziati hanno esaminato le reazioni chimiche associate alla combinazione di un complesso radicale idrocarburico 4-fenantrene, la cui struttura molecolare include una sequenza di 3 anelli e contiene 14 atomi di carbonio e 9 atomi di idrogeno con acetilene.
La miscela di gas è stata introdotta nel microreattore, che ha riscaldato il campione a temperature elevate al fine di simulare condizioni stellari. Il dispositivo genera raggi di luce dall'IR ai raggi X. La miscela è uscita attraverso un piccolo ugello a velocità supersoniche, il che ha permesso di fermare la chimica attiva nella cella riscaldata. Il team ha poi focalizzato un raggio di luce UV del vuoto dal sincrotrone alla miscela di gas riscaldata.
Il rivelatore delle particelle cariche ha misurato i diversi tempi di arrivo delle particelle formate dopo la ionizzazione. Contenevano le firme di controllo delle molecole genitore. Le misurazioni sperimentali e i calcoli teorici ci hanno permesso di vedere i passaggi chimici intermedi e confermare la creazione di pirene. Negli studi futuri, prevedono di studiare metodi per la formazione di molecole anulari più grandi con la stessa tecnica.
