A proveniência do oxigênio na Terra e em outros corpos planetários solares é uma questão fundamental de pesquisa. É amplamente aceito que a via prebiótica de produção de oxigênio na atmosfera primitiva da Terra era via fotodissociação ultravioleta de vácuo (VUV) de CO2 e subsequente recombinação de dois átomos de O.
Em contraste, a fotodissociação de H2O, um dos portadores de oxigênio dominantes, há muito tem sido assumida para prosseguir principalmente para a produção de produtos primários de hidroxila (OH) – e hidrogênio (H) – átomo, e sua contribuição para a produção de oxigênio é limitada.
Recentemente, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Yuan Kaijun e Yang Xueming do Instituto de Física Química de Dalian (DICP) da Academia Chinesa de Ciências revelou a produção de oxigênio da fotodissociação de três corpos da molécula de água usando a Fonte de Luz Coerente de Dalian.
Suas descobertas foram publicadas na Nature Communications em 30 de abril.
A instalação de laser de elétrons livres VUV na fonte de luz coerente de Dalian permite que os pesquisadores avaliem quantitativamente a importância da fotoquímica H2O para a produção de oxigênio.
“Nossos resultados experimentais indicaram que H2O sob excitação VUV pode se quebrar em três fragmentos: um átomo de O e dois átomos de H, onde os átomos de O estão nos estados 1D e 3P. O processo de dissociação de três corpos é o canal dominante para a fotoquímica H2O em a região de 90-110 nm “, disse o Prof. Yuan.
A determinação quantitativa demonstrou que aproximadamente 20% dos eventos de fotoexcitação de H2O resultaram em átomos de O. Considerando a abundância de água em circunstâncias amplamente interestelares, como em nuvens interestelares, atmosferas de cometas da família solar e mesmo na atmosfera primitiva da Terra, a produção de O a partir da fotólise da água deve ser um processo importante. A recombinação subsequente de átomos de O produziu O2, que representou uma importante via de produção de O2 prebiótica.
A fonte de luz coerente de Dalian revela a origem do dissulfur (S2) interestelar
O estudo da criação e evolução de compostos contendo enxofre no espaço sideral é essencial para a compreensão da química interestelar. Acredita-se que CS2 seja a molécula mais importante nos núcleos de cometas, poeira interestelar ou núcleos de gelo. Ele poderia produzir fragmentos CS e S2 após fotodissociação.
O satélite International Ultraviolet Explorer observou apenas os espectros de emissão de CS e S2, não de CS2. O mecanismo de fotodissociação das moléculas CS2 permanece obscuro e os fragmentos S2 não foram observados experimentalmente antes.
Recentemente, uma equipe liderada pelo Prof. Yuan Kaijun do Instituto de Física Química de Dalian (DICP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS), em cooperação com o grupo do Prof. Wang Xing’an da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, observaram o canal de produto C + S2 da fotodissociação CS2 pela primeira vez usando uma configuração experimental feita em casa por imagem de íons de mapa de velocidade em fatias de tempo (TS-VMI) com base na fonte de luz coerente de Dalian (DCLS).
O estudo, publicado no Journal of Physical Chemistry Letters em 11 de janeiro, forneceu evidências experimentais diretas para a origem dos fragmentos S2 do meio interestelar observados anteriormente.
Os pesquisadores investigaram a dinâmica da fotodissociação ultravioleta de dois fótons (UV) e ultravioleta de vácuo de um fóton (VUV) de moléculas CS2 através do laser de elétrons livres (FEL) VUV em DCLS.
Eles observaram diretamente o canal de produto C + S2 da fotodissociação CS2 e obtiveram imagens dos estados eletronicamente aterrados / excitados de produtos S2 com excitação vibracional. Os estados eletronicamente excitados do átomo central da molécula CS2 desempenharam um papel importante nos processos de isomerização e fotodissociação.
Esta pesquisa demonstrou que fragmentos S2 do meio interestelar podem ser gerados diretamente a partir da fotodissociação CS2.
“Dada a semelhança do OCS estudado em nossos trabalhos anteriores e CS2 neste trabalho, acreditamos que o canal de eliminação do átomo central é mais geral do que o esperado na fotodissociação de moléculas triatômicas”, disse o Prof. Yuan.
Publicado em 01/05/2021 15h22
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