Download - Astrofísica Molecular
Astrofísica Molecular Radiotelescópios Buscando Moléculas no Espaço
Antônio Arapiraca
[email protected]@ara_piraca
Interface entre Astronomia, Física e
Química• Formação, destruição e
abundância de moléculas
Evolução químico-física do universo
Astroquímica?
• Discos protoplanetários• Atmosferas planetárias
Cometas, meteroros e etc
• Nuvens moleculares• Nascimento estelar
• Nebulosas planetárias•
Onde encontrar?
• Fase gasosa
• Condensadas na superfície de grãos de poeira interestelar, cometas, etc.
Como estão?
Mais de 170 moléculas detectadas nos meios interestelar e circumestelar
Mais de 170 moléculas detectadas nos meios interestelar e circumestelar
Mais de 170 moléculas detectadas nos meios interestelar e circumestelar
Sgr B2
Morfologia de nuvens
moleculares
Como detectar?
Telescópios InfravermelhosRadiotelescópios
Luz
Matéria
Espectroscopia
Espectroscopia Molecular
Espectro Eletromagnético
Caso Atômico Princípio físico da
espectroscopia:
Absorção e emissão de radiação
luminosa (energia)
Caso Molecular
(Diatômica H - H)
Energia eletrônica (UV-Vis)
Energia vibracional (IR)
Energia rotacional (MW, RF, FIR)
GEMINI Sul(IR/banda vibracional)
Cordilheira dos
Andes
GEMINI Norte(IR/banda vibracional)
Hawaii – Mauna Kea
VLA
27 antenas no Novo México – Eua
0.073 a 50 Ghz
http://www.vla.nrao.edu/
ALMA 64 antenas no platô de
Chajnantor – Chile
EUA/UE/Japão/Chile
35 a 950 Ghz
www.almaobservatory.org/
Janela de Rádio
Observação em Terra
Visão esquemática da espectroscopia
com radiotelescópios
Cálculos Teóricos
Estrutura ePropriedades
O que eu faço? Auxiliar observações e experimentos
Meu Laboratório
Cálculosde alto custo
computacional
Necessidade de computação de alto desempenho (HPC)
HPC ClusterBULL-UFMG
103 nós850 cpus
Xeon quad16 Gb Ram
Radiotelescópios “enxergam” no espectro rotacional
Para obtermos o espectro rotacional de moléculas devemos conhecer duas propriedades
Momento de Dipolo (Intensidades)
Constantes Rotacionais (Frequências)
Quais propriedades calcular?
Momento de Dipolo Molecular(Distribuição de carga numa molécula)
Permite calcular intensidades
de absorção e emissão de
energia
Constantes Rotacionais(Rotações em torno dos eixos)
Permite calcular as frequências onde
ocorrem as transições rotacionais
Isotopólogos?
Isotopólogos são moléculas substituídas isotopicamente
Por exemplo: átomos de hidrogênio substituídos por átomos de deutério
Porque Deuterados?
Amplicação de detectabilidade
A deuteração faz surgir um Momento Dipolar em
algumas moléculas
Possibilita a detecção utilizando radiotelescópios
Espectro Rotacional Benzeno Deuterado
Excelente acordo entre
teoria e experimento
Resultados Recentes – Proposta de Detecção
Arapiraca, A. F. C.; Pilling S. G.; Mohallem J. R. 2012A ser publicado
Proposta de experimento
para Momento Dipolar
Resultados Recentes – Proposta de Detecção
Espectro Rotacional Benzeno Deuterado
Arapiraca, A. F. C.; Pilling S. G.; Mohallem J. R. 2012A ser publicado
Proposta de experimento
para Momento Dipolar e
Frequências
Resultados Recentes – Proposta de Detecção
Espectro Rotacional Benzeno Deuterado
Arapiraca, A. F. C.; Pilling S. G.; Mohallem J. R. 2012A ser publicado
Rádio Observatório do ItapetingaAtibaia/SPAntena com diâmetro de 13,721 a 23 GHz
Primeira proposta de detecçãoComparação com cálculos teóricos
Obrigado