A Astroquímica é o estudo dos elementos químicos detectados no espaço profundo, geralmente nas nuvens de gás molecular. Também estuda sua formação, interação e destruição. A astroquímica é uma disciplina relacionada à astrofísica , na interface entre a astronomia e a química . Permite caracterizar as reações que ocorrem no meio interestelar , em particular durante as diferentes fases da formação estelar.
A detecção de certas moléculas-chave, como os aminoácidos, pode ter um impacto em nossa compreensão da origem da vida na Terra.
A espectroscopia é a ferramenta mais utilizada para detectar e caracterizar moléculas. Em áreas frias do universo (nuvens moleculares), as linhas observadas são devidas a transições rotacionais ou vibracionais, o que requer observação no domínio submilimétrico para evitar que nuvens de poeira e gás obscureçam sua emissão. Devido à opacidade da atmosfera nesses comprimentos de onda, as observações do solo só podem ser feitas em uma faixa de comprimento de onda muito estreita. Esta restrição foi parcialmente levantada pelo lançamento de telescópios espaciais ( Spitzer , Herschel, etc.).
Em astroquímica, a evolução da abundância de uma espécie atômica ou molecular é descrita pela soma dos processos que levam à sua produção e aqueles que levam à sua destruição. Falamos do estado de equilíbrio da nuvem interestelar quando as abundâncias dos diferentes átomos e moléculas não variam mais ao longo do tempo. As reações físico-químicas que ocorrem dentro de uma nuvem interestelar são fortemente influenciadas pelas características físicas do ambiente ao seu redor, como sua temperatura, sua densidade ou a presença ou não de uma estrela perto da nuvem (exposição a um fluxo de fótons UV). Os dois principais tipos de reação molecular conhecidos até hoje em astroquímica são as reações químicas na fase gasosa (reação íon-molécula, reação entre espécies neutras, fotodissociação , associação radiativa) e aquelas que ocorrem na superfície dos grãos de poeira interestelar.
Cerca de 200 moléculas diferentes foram observadas até agora no meio interestelar . A molécula mais comum do universo ( H 2 ) não possui momento de dipolo , o que a torna difícil de detectar. O monóxido de carbono (CO), muito mais fácil de detectar, costuma ser usado como traçador para que a razão entre o brilho emitido pelo CO e a massa M 2 seja quase constante.
Embora várias vezes anunciada, a detecção de moléculas tão complexas como aminoácidos não pôde ser confirmada até o momento.
As moléculas detectadas individualmente têm até 12 átomos, mas suspeita-se que as espécies que emitem linhas no infravermelho médio sejam PAHs, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos , um dos quais bem conhecido na Terra é o coroneno . Estas são parafinas. Nenhum HAP pode ser identificado individualmente, mas nenhuma outra explicação para a existência dessas linhas é conhecida atualmente. Os PAHs são moléculas enormes com um número estimado de átomos de carbono entre 100 e 1000. Pesquisas ativas estão em andamento para determinar como essas moléculas se formam e interagem.