Oxigênio molecular é encontrado fora da Via Láctea pela primeira vez

A molécula foi encontrada em um quasar a mais de meio bilhão de anos-luz da Terra.

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Parceiros explosivos. Possivelmente, um par de buracos negros supermassivos vive no coração da galáxia Markarian 231, mostrada nesta imagem do Telescópio Espacial Hubble. Créditos: NASA / ESA / A. Evans.

Traduzido por Julio Batista
Original de Ken Croswell
no Science News Magazine

Pela primeira vez, os astrônomos encontraram oxigênio molecular – o mesmo gás que o  ser humano necessita para respirar – em uma galáxia fora da Via Láctea.

O oxigênio é o terceiro elemento mais comum no cosmos, depois do hidrogênio e do hélio. Os astrônomos antes pensavam que o oxigênio molecular, O2, seria comum no espaço interestelar. Mas, apesar de diversas pesquisas, ninguém havia encontrado oxigênio molecular fora de nossa galáxia – até agora.

Junzhi Wang, astrônomo do Observatório Astronômico de Xangai, na China, e seus colegas descobriram a presença do oxigênio molecular em uma galáxia chamada Markarian 231. A 560 milhões de anos-luz de distância na constelação da Ursa Maior, Markarian 231 é a galáxia mais próxima da Terra que contém um quasar, objeto astronômico onde o gás gira em torno de um buraco negro supermassivo e fica tão quente que reluz de maneira brilhante.

Usando radiotelescópios na Espanha e na França, os astrônomos observaram sinais de radiação no comprimento de onda de 2,52 milímetros, um sinal da presença de O2, como relatou a equipe ao Astrophysical Journal no dia 1º de fevereiro. “Esta é a primeira detecção de oxigênio molecular em um objeto extragalático”, diz Wang.

A detecção foi também a maior quantidade de oxigênio molecular já vista fora do sistema solar. Anteriormente, os astrônomos haviam detectado a molécula em apenas duas nuvens formadoras de estrelas dentro da Via Láctea, a Nebulosa de Orion e a nuvem da Rho Ophiuchi. Os astrônomos pensavam que a escassez de O2 interestelar se dava pelo congelamento dos átomos de oxigênio e das moléculas de água em grãos de poeira, armazenando o oxigênio. Nesses berçários estelares, porém, choques de estrelas recém-nascidas brilhantes podem arrancar o gelo da poeira, liberando átomos de oxigênio para irem de encontro uns aos outros e formar moléculas.

Mas mesmo na nebulosa de Orion, o oxigênio molecular é raro, com as moléculas de hidrogênio superando as moléculas de oxigênio em 1.000.000/1. O hidrogênio também domina na Markarian 231. Mas o oxigênio molecular é abrangente nos arredores do disco galáctico em uma quantidade mais de 100 vezes maior do que na nebulosa de Orion.

Isso é “muito alto”, diz Gary Melnick, astrofísico do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, Massachusetts, que não estava envolvido no trabalho. “Não há explicação conhecida para uma abundância de oxigênio molecular tão alta.” Para confirmar que a radiação realmente vem do O2, Melnick diz que os observadores devem procurar um segundo comprimento de onda da molécula.

Isso não será fácil, diz Wang, porque outras moléculas também emitem radiação nesses comprimentos de onda. Para apoiar o caso do O2, os cientistas examinaram as muitas moléculas que emitem comprimentos de onda semelhantes ao detectado e descobriram que ninguém jamais viu nenhuma dessas moléculas no espaço – exceto o O2. “Fomos por eliminação, dessa maneira”, diz o membro da equipe Paul Goldsmith, astrônomo do Jet Propulsion Laboratory em Pasadena, Califórnia. Uma explicação possível para todo o O2 é que o Markarian 231 passa por uma processo ainda mais enérgico que é similiar ao de formação de oxigênio da Nebulosa de Orion. A galáxia é uma prolífica fábrica estelar, gerando novas estrelas 100 vezes mais rápido que a Via Láctea e expelindo 700 massas solares de gás por ano. O gás em alta velocidade do centro da galáxia podem colidir com o gás dos discos de poeira, removendo a presença da água congelada nos grãos de poeira para que o oxigênio molecular possa se formar.

Por sua vez, esse oxigênio pode manter a galáxia hiperativa: a radiação emitida pela molécula ajuda a resfriar o gás, de modo que parte dele pode entrar em colapso e criar ainda mais novas estrelas na galáxia.

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