Astrofísicos identificam ‘reservatórios significativos’ de moléculas orgânicas necessárias para formar a base da vida

Astrofísicos identificam 'reservatórios significativos' de moléculas orgânicas necessárias para formar a base da vida

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Astrofísicos identificam 'reservatórios significativos' de moléculas orgânicas necessárias para formar a base da vida
Astrofísicos identificam 'reservatórios significativos' de moléculas orgânicas necessárias para formar a base da vida
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A análise de impressões digitais únicas na luz emitida pelo material ao redor de estrelas jovens revelou ‘reservatórios significativos’ de grandes moléculas orgânicas necessárias para formar a base da vida, dizem os pesquisadores.

O Dr. John Ilee, pesquisador da Universidade de Leeds que liderou o estudo, diz que as descobertas sugerem que as condições químicas básicas que resultaram na vida na Terra poderiam existir mais amplamente em toda a Galáxia.

As grandes moléculas orgânicas foram identificadas em discos protoplanetários circulando estrelas recém-formadas. Um disco semelhante teria rodeado o jovem Sol, formando os planetas que hoje constituem o nosso Sistema Solar. A presença das moléculas é significativa porque elas são “degraus” entre moléculas mais simples baseadas em carbono, como o monóxido de carbono, encontrado em abundância no espaço, e moléculas mais complexas que são necessárias para criar e sustentar a vida.

Os detalhes do estudo foram publicados hoje (15 de setembro de 2021) e serão publicados na Astrophysical Journal Supplement Series. É um dos 20 artigos que relatam uma importante investigação internacional na química da formação de planetas.

Astrofísicos identificam 'reservatórios significativos' de moléculas orgânicas necessárias para formar a base da vida 1

A Dra. Catherine Walsh, da Escola de Física e Astronomia, foi uma das cinco Co-PIs liderando a investigação. Chamado de programa ‘Moléculas com ALMA em Escalas de Formação de Planetas’ (ou MAPS), ele usou dados coletados pelo radiotelescópio Atacama Large Millimeter / submillimetre (ou ALMA) no Chile.

O Dr. Ilee e sua equipe, composta por astrofísicos de 16 universidades em todo o mundo, se concentraram no estudo da existência, localização e abundância das moléculas precursoras necessárias para a formação da vida.

Ele disse: “Essas grandes moléculas orgânicas complexas são encontradas em vários ambientes em todo o espaço. Estudos laboratoriais e teóricos sugeriram que essas moléculas são os ‘ingredientes básicos’ para a construção de moléculas que são componentes essenciais da química biológica na Terra, criando açúcares, aminoácidos e até mesmo os componentes do ácido ribonucléico ( RNA ) nas condições certas.

“No entanto, muitos dos ambientes onde encontramos essas moléculas orgânicas complexas estão bem distantes de onde e quando pensamos que os planetas se formam. Queríamos entender mais sobre onde exatamente e em que quantidade essas moléculas estavam presentes nos locais de nascimento dos planetas – discos protoplanetários. ”

ALMA – observando a química nas profundezas do espaço

A investigação foi possível graças aos avanços na capacidade do telescópio ALMA de detectar sinais muito fracos das moléculas nas regiões mais frias do espaço sideral.

No ALMA, uma rede de mais de 60 antenas é combinada para que o observatório detecte o sinal dessas moléculas. Cada molécula emite luz em comprimentos de onda distintos, produzindo uma ‘impressão digital’ espectral única. Essas impressões digitais permitem que os cientistas identifiquem a presença das moléculas e investiguem suas propriedades.

O Dr. Walsh explicou “O poder do ALMA nos permitiu medir a distribuição e composição do material que está ativamente construindo planetas ao redor de estrelas jovens pela primeira vez. O telescópio é poderoso o suficiente para fazer isso mesmo para grandes moléculas complexas que são precursoras da vida. ”

A equipe de pesquisa estava procurando três moléculas – cianoacetileno (HC3N), acetonitrila (CH3CN) e ciclopropenilideno ( c -C3H2) – em cinco discos protoplanetários, conhecidos como IM Lup, GM Aur, AS 209, HD 163296 e MWC 480. O os discos protoplanetários variam entre 300 e 500 anos-luz da Terra. Todos os discos mostram assinaturas da formação de planetas em andamento ocorrendo dentro deles.

Discos protoplanetários ‘alimentam’ planetas jovens 

O disco protoplanetário que envolve um jovem planeta irá “alimentá-lo” com material à medida que se formar.

Por exemplo, acredita-se que a jovem Terra foi semeada com material por meio de impactos de asteróides e cometas que se formaram no disco protoplanetário ao redor do Sol. Mas os cientistas não tinham certeza se todos os discos protoplanetários contêm reservatórios de moléculas orgânicas complexas, capazes de criar moléculas biologicamente significativas.

Este estudo está começando a responder a essa pergunta. Ele encontrou as moléculas em quatro dos cinco discos observados. Além disso, a abundância das moléculas era maior do que os cientistas esperavam.

Dr. Ilee disse: “O ALMA nos permitiu procurar essas moléculas nas regiões mais internas desses discos, em escalas de tamanho semelhantes ao nosso Sistema Solar, pela primeira vez. Nossa análise mostra que as moléculas estão localizadas principalmente nessas regiões internas com abundâncias entre 10 e 100 vezes maiores do que os modelos previram. ”

É importante ressaltar que as regiões do disco em que as moléculas estavam localizadas também são onde asteróides e cometas se formam. Dr. Ilee diz que é possível um processo semelhante ao que pode ter ajudado a iniciar a vida na Terra também poderia acontecer nesses discos – onde o bombardeio por asteróides e cometas transfere as grandes moléculas orgânicas para os planetas recém-formados.

O Dr. Walsh acrescentou: “O resultado principal deste trabalho mostra que os mesmos ingredientes necessários para semear a vida em nosso planeta também são encontrados ao redor de outras estrelas. É possível que as moléculas necessárias para dar início à vida nos planetas estejam prontamente disponíveis em todos os ambientes de formação de planetas. ”

Uma das próximas questões que os pesquisadores querem investigar é se moléculas ainda mais complexas existem nos discos protoplanetários.

O Dr. Ilee acrescentou: “Se estamos encontrando moléculas como essas em tão grande abundância, nosso conhecimento atual da química interestelar sugere que moléculas ainda mais complexas também devem ser observáveis.”

“Esperamos usar o ALMA para pesquisar os próximos trampolins de complexidade química nesses discos. Se os detectarmos, estaremos ainda mais perto de entender como os ingredientes básicos da vida podem ser montados em torno de outras estrelas. ”

Referência: “Moléculas com ALMA em escalas de formação de planetas (MAPS) IX: Distribuição e propriedades das grandes moléculas orgânicas HC3N, CH3CN e c-C3H2” 15 de setembro de 2021, The Astrophysical Journal Supplement Series.

 

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