PHÒNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC THIÊN VĂN
Hoá học thiên văn là một ngành khoa học vừa được phát triển để tìm hiểu sự tổng hợp của những phân tử trong Vũ trụ. Quá trình hình thành của phân tử trong các dải Thiên hà thường tiến triển trong pha khí, với những phản ứng hoá học bao gồm những phân tử iôn hoá (bị mất một hay nhiều êlectrôn) và phân tử trung hoà (toàn vẹn không mất êlectlôn). Những phản ứng có thể khởi đầu từ phân tử thông thường nhất, phân tử hyđrô. Phân tử này bị iôn hoá bởi tia tử ngoại của sao hoặc tia Vũ trụ (gồm những hạt có năng lượng cao) và phản ứng với một nguyên tử hyđrô để thành iôn H3+. Sau đó H3+ có thể kết hợp với phân tử CO để tạo ra iôn HCO+, hay với nguyên tử oxi O để thành hơi nước H2O và Hyđrôxin OH, hoặc với Nitơ N để tạo thành Amôniac NH3. Những phân tử HCO+, OH, nước và amôniac thường được phát hiện rất dễ dàng trong những đám mây đen. Sự tổng hợp các phân tử không ngừng ở những giai đoạn này. Những phản ứng hoá học tạo ra những phân tử phức tạp được tiến triển một cách rộng hơn, tương tự như tiến trình trên:
AX+ + BV AB+ + XY
Thí dụ, một iôn đơn giản AX+ kết hợp với một phân tử phức tạp BY để tạo ra iôn AB+ càng ngày càng phức tạp.
Gốc hoá học như gốc Hyđrôxin OH là những chất hoá học dễ phản ứng với những phân tử khác. Gốc là những phân tử có một số lẻ electrôn, nên hạt electron lẻ dễ “cặp đôi” với một electron của phân tử khác để tạo thành một liên kết hoá học. Những chất không bền này khó chế được trong phòng thí nghiệm, nhưng dễ tồn tại trong môi trường giữa các sao, vì ở nhiệt độ và mật độ thấp nên làm giảm hoạt động của gốc hoá học. Những phân tử đồng vị, như HDO đồng vị của phân tử nước H2O, trong đó nguyên tử đơteri D, hyđrô nặng, đã thay thế một nguyên tử hyđrô H, cũng đã được tìm thấy trong vũ trụ. Phân tử hyđrô H2 và rượu Etylic, CH3CH2OH, không được tạo ra trực tiếp trong pha khí, nhưng đọng trên những hạt bụi nồi bốc thành hơi. Chính bụi trong môi trường giữa các sao cũng là một loại phân tử hữu cơ trong đó có những nguyên tử hyđrô bám vào những phân tử than chì graphit (graphite). Những phân tử này gọi là PAH chữ tắt của Polycyclic Aromatic Hydrocabon) có nhiều vòng “Hydrocarbon thơm”, như những lõi benzen trong băng phiến. Những phân tử phát hiện trong vũ trụ đều gồm có những nguyên tử quen thuộc trong phòng thí nghiệm. Gần chúng ta hơn, trong tầng khí quyển của Trái đất có phân tử Ôzôn gồm 3 phân tử ôxi, O3. Nhờ có tầng khí Ôzôn nên các sinh vật trên trái đất được bảo vệ khỏi bị tác động tai hại của tia tử ngoại Mặt trời. Trên thực tế, hoá học trong Vũ trụ không đơn giản, là một vấn đề đang được nghiên cứu.
