Moléculas nunca antes vistas no espaço foram identificadas entre as estrelas

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(Créditos: M. Weiss/Centro de Astrofísica/Harvard & Smithsonian)

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

No espaço entre as estrelas, na poeira de onde elas nascem, os cientistas encontraram moléculas nunca antes vistas no espaço.

A descoberta de emissões intrigantes em uma densa nuvem de formação estelar marca a primeira vez que espécies específicas de uma classe de moléculas conhecidas como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos foram identificadas no espaço – e poderia ajudar finalmente a desvendar o mistério de como e onde essas moléculas se formam.

“Sempre pensamos que os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos eram formados principalmente na atmosfera de estrelas no final de suas vidas”, disse o astroquímico do MIT Brett McGuire.

“Neste estudo, nós os encontramos em nuvens escuras e frias onde as estrelas ainda nem começaram a se formar.”

Os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, ou HAPs, não são exatamente raros. Aqui na Terra, eles aparecem muito, sem nem esperar convite. Eles podem ser encontrados no petróleo bruto – feito de organismos mortos comprimidos e superaquecidos, como zooplânctons e algas; e no carvão – feito de plantas mortas comprimidas e superaquecidas.

As origens dos HAPs também podem ser não biológicas – na verdade, até onde sabemos, a maioria dos HAPs no Universo são de origem abiótica. Análises anteriores sugerem que cerca de 15 por cento de todo o carbono entre as estrelas em galáxias como a nossa está ligado aos HAPs – e a maior parte deles estão flutuando no espaço entre as estrelas, no meio interestelar.

No entanto, tudo o que tínhamos era uma assinatura de massa nos dizendo que os HAPs estão lá fora, não quais moléculas individuais podem ser encontradas no gás interestelar.

“Agora, pela primeira vez, temos uma visão direta de sua química que nos permitirá estudar em detalhes como esse enorme reservatório de carbono reage e evolui através do processo de formação de estrelas e planetas”, disse McGuire.

O foco da pesquisa da equipe foi a Novem Molecular de Taurus (TMC-1), que é o que o nome sugere – uma nuvem molecular densa e fria na região de Taurus no céu, a cerca de 430 anos-luz de distância.

A equipe está vasculhando esta nuvem em busca de HAPs há algum tempo, como parte de um projeto denominado GOTHAM – Green Bank Telescope (GBT) Observations of TMC-1: Hunting Aromatic Molecules (tradução livre: Observações do Telescópio de Green Bank da TMC-1: Caçando Moléculas Aromáticas).

As nuvens moleculares são onde as estrelas bebês nascem, quando um emaranhado denso no gás entra em colapso sob sua própria gravidade enquanto gira, enrolando mais material da nuvem ao seu redor.

O que a equipe encontrou dentro da TMC-1, no entanto, não foi o que os modelos previram. Obviamente, alguns HAPs eram esperados – mas as abundâncias eram de ordens de magnitude maiores do que o esperado.

O paper dessa semana na Science detalha a detecção de 1 e 2-cianonaftaleno, mas outros papers de McGuire e seus colegas nos últimos meses revelam a enorme riqueza do que eles descobriram usando suas técnicas de empilhamento de dados: HC4NCbenzonitrilacianeto de propargilaHC11Ncianociclopentadieno2-cianociclopentadienotrans-cianovinilacetileno, e vinilacianoacetileno.

“Nos deparamos com um novo conjunto de moléculas diferente de tudo o que fomos capazes de detectar, e isso vai mudar completamente nossa compreensão de como essas moléculas interagem umas com as outras. Isso tem ramificações a jusante”, disse McGuire.

“Quando essas moléculas ficam grandes o suficiente para se tornarem as sementes da poeira interestelar, elas têm a possibilidade de afetar a composição dos asteroides, cometas e planetas, as superfícies nas quais os gelos se formam e talvez, por sua vez, até mesmo os locais onde os planetas se formam dentro de sistemas estelares.”

A equipe atualmente não sabe exatamente quanto 1- e 2-cianonaftaleno têm na TMC-1 – nenhum de seus modelos foi capaz de explicar a abundância. As duas possibilidades são que se formaram lá mesmo ou que foram transportados para lá; ou talvez uma combinação de ambos.

Agora que a detecção foi feita, e sabemos que estão lá, os cientistas podem começar a trabalhar para descobrir essa parte. Nós sabemos que estão lá; sabemos que teve algum modo de chegarem lá de alguma forma; descobrir o resto geralmente é apenas uma questão de tempo.

A descoberta também mostra que a química das nuvens moleculares pode ser muito mais rica e complexa do que pensávamos e nos dá uma nova ferramenta para compreender nosso Universo.

“O que é surpreendente sobre essas observações, sobre essa descoberta e sobre essas moléculas é que ninguém procurou por elas, ou ninguém procurou com atenção o suficiente”, disse o astrquímico Michael McCarthy, do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian. “Isso faz você se perguntar o que mais está lá fora que nós simplesmente não procuramos.”

A pesquisa foi publicada na Science.