Vznik organických molekul iniciovaný procesy o vysoké hustotě energie v planetárních atmosférách

Abstract

Fokusovaný laserový svazek výkonového laserového systému PALS byl použit pro laboratorní simulaci děje o vysoké hustotě energie (např. dopadu mimozemského tělesa nebo bleskového výboje) v různých planetárních atmosférách. Jako modelová atmosféra byla zvolena jednak mírně redukční raná zemská atmosféra (CO-N2-H2O) a dále atmosféra Saturnova měsíce Titanu resp. silně redukční raná zemská atmosféra (CH4-N2-H2O). In situ diagnostika laserem indukovaného plazmatu byla provedena pomocí UV-Vis emisní spektrometrie (OES), která nám poskytla informace především o krátce žijících, vysoce reaktivních intermediátech. Stabilní produkty laserového ozařování byly analyzovány pomocí metody pokročilé hmotnostní spektrometrie (SIFT-MS) a infračervené FT spektroskopie. Chemické následky dopadu rychlého tělesa na povrch molekulárního ledu (methanol, voda, formamid), představujícího laboratorní model ledem pokrytého povrchu měsíců vnějších planet Sluneční soustavy, byly studovány pomocí fokusovaného svazku laserového systému SOFIA. Jím vytvořené plazma bylo in situ zkoumáno pomocí OES. Stabilní reakční produkty byly analyzovány metodami plynové chromatografie (GC/MS) a pokročilé hmotnostní spektrometrie (SIFT-MS).

The focused laser beam delivered by the high-power laser system PALS was used for laboratory simulation of high-energy-density events in a planetary atmosphere. Several model gas mixtures were prepared to mimic the mildly reducing early Earth's atmosphere (CO-N2-H2O) as well as the atmosphere of Saturn's moon Titan and the strongly reducing early Earth's atmosphere (CH4-N2-H2O). In situ investigation of transient species generated by the laser-induced dielectric breakdown in the gaseous mixtures was performed by optical emission spectroscopy (OES). Final products of laser-plasma initiated chemical reactions were identified and determined by advanced mass-spectrometry (SIFT-MS) and absorption FT-IR spectroscopy. High-power laser system SOFIA was utilized to simulate in our laboratory a high-velocity impact into the icy satellites of the outer planets of the Solar system. OES was engaged in probing the plasmas produced by the SOFIA beam focused on ice surfaces (water, methanol, formamide), while final products were analyzed by means of gas chromatography (GC/MS) and mass-spectrometry (SIFT-MS).