Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert
Uma estrela a 1.300 anos-luz da Terra pode ter acabado de revelar um dos segredos mais bem guardados do Sistema Solar.
Chama-se V883 Orionis, uma jovem estrela rodeada por um enorme disco de material que um dia irá fundir-se em planetas em órbita. É nesse disco que os cientistas fizeram uma detecção inequívoca de vapor d’água, girando com todas as outras poeiras e gases destinados a se tornar parte de um mundo alienígena.
Isso sugere que a água do Sistema Solar – incluindo a que agora está na Terra – estava presente no berço gasoso de onde o Sol nasceu; que estava aqui, não apenas antes da Terra, mas antes do Sol, e ajudou nosso planeta a se formar.
“Agora podemos rastrear as origens da água em nosso Sistema Solar antes da formação do Sol”, disse o astrônomo John Tobin, do Observatório Nacional de Radioastronomia dos Estados Unidos.
A água é bastante comum em todo o Universo, embora a Terra em particular não fosse o mesmo “pálido ponto azul” sem ela. Ela se junta na superfície do planeta, permeia a atmosfera como vapor e cai do céu. Parece bastante mundano para nós, mas não poderíamos viver sem ela; quase todos os processos químicos da vida exigem água.
É também um ingrediente importante na formação do planeta. As estrelas nascem de nuvens de poeira e gás no espaço; um aglomerado denso colapsa sob a gravidade e, girando, começa a juntar mais material da nuvem ao seu redor que se forma em um disco que alimenta a estrela bebê.
Depois que a estrela termina de crescer, todas as outras características do sistema planetário se formam a partir do que resta do disco. Os grãos de poeira se juntam eletrostaticamente, formando aglomerados cada vez maiores até que o objeto tenha massa suficiente para que a gravidade assuma o controle.
Pensa-se que a água desempenha um papel significativo neste processo; além do ponto em que o vapor de água congela – chamado de linha de neve – ele reveste os grãos de poeira como gelo, dando-lhes uma viscosidade adicional que ajuda as partículas a se unirem nos primeiros estágios do crescimento planetário.
Podemos avaliar onde e como a água se forma com base nos isótopos de hidrogênio. O hidrogênio normal não tem nêutrons em seu núcleo. O hidrogênio pesado, também conhecido como deutério, tem um nêutron em seu núcleo. Moléculas de água que incluem hidrogênio pesado são conhecidas como água pesada e se formam sob condições diferentes daquelas que formam a água normal.
Aqui na Terra, podemos rastrear a origem de algumas águas até cometas porque as proporções de isótopos de água para água pesada são semelhantes. Isso sugere que a água pode ser contida em cometas e asteroides e entregue a corpos planetários. Mas como a água entrou nos cometas ainda não era algo completamente explicado. Agora, ao estudar o V883 Orionis, Tobin e sua equipe preencheram essa lacuna.
“Podemos pensar no caminho da água através do Universo como uma trilha. Sabemos como são os pontos finais, que são a água nos planetas e nos cometas, mas queríamos rastrear essa trilha até as origens da água”, disse Tobin.
“Até agora, podíamos ligar a Terra a cometas e protoestrelas ao meio interestelar, mas não podíamos ligar protoestrelas a cometas. V883 Ori mudou isso e provou que as moléculas de água nesse sistema e em nosso Sistema Solar têm uma proporção semelhante de deutério e hidrogênio.”
A estrela é tão jovem que ainda está crescendo, cercada por um enorme disco. Ao estudar a luz emitida por esse disco, os pesquisadores conseguiram identificar a assinatura espectral do vapor d’água; melhor ainda, eles identificaram as proporções de isótopos de hidrogênio.
“V883 Orionis é o elo perdido neste caso”, disse Tobin.
“A composição da água do disco é muito parecida com a dos cometas do nosso próprio Sistema Solar. Isso confirma a ideia de que a água dos sistemas planetários se formou há bilhões de anos, antes do Sol, no espaço interestelar, e foi herdada por cometas e pela Terra, relativamente inalterada.”
O que torna o V883 Orionis tão especial é que ele está passando por uma explosão de crescimento acelerado, o que significa que está temporariamente mais quente do que o normal. A maior parte da água nos discos de acreção em torno das protoestrelas está congelada, existindo como vapor apenas perto da estrela, onde é difícil identificá-la. A explosão de atividade de V883 Orionis, no entanto, empurrou sua linha de neve para um ponto muito mais distante da estrela do que o normal; qualquer água mais próxima do que essa linha de neve é vapor.
O vapor é muito mais fácil de detectar e analisar do que o gelo, então os pesquisadores foram capazes de fazer uma medição confiável da composição isotópica da água no disco de V883 Orionis, bem como quantificá-la. Há mais de 1.200 vezes o volume dos oceanos da Terra, flutuando como vapor em torno de V883 Orionis.
As descobertas sugerem que toda a água em um sistema planetário vem quase diretamente das nuvens de onde nasce sua estrela.
“Concluímos que os discos herdam diretamente a água da nuvem de formação de estrelas e essa água se incorpora a grandes corpos gelados, como cometas, sem alteração química substancial”, escrevem os pesquisadores em seu paper.
“Embora o mecanismo específico de entrega de água na Terra permaneça debatido (cometas e/ou asteroides), a razão de isótopos de hidrogênio encontrada em V883 Ori é evidência de que as moléculas de água em nosso Sistema Solar se originaram no meio interestelar frio antes da formação de o Sol. Portanto, observações de água espacialmente espalhada em direção a discos de formação de planetas jovens são cruciais para ligar o reservatório de água e a formação de planetas como a Terra.”
A pesquisa foi publicada na Nature.