Um elemento essencial para a vida na Terra foi finalmente encontrado em um cometa

0
192
Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (Créditos: ESA)

Traduzido por Julio Batista
Original de Evan Gough para o Universe Today

Os cometas forneceram os elementos essenciais para a vida na Terra? Está parecendo cada vez mais que eles poderiam ter fornecido sim. Pelo menos um cometa provaria isso: 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Um novo estudo usando dados da missão Rosetta da ESA mostra que o cometa contém fósforo, elemento essencial para a vida.

Pesquisadores da Universidade de Turku, na Finlândia, conduziram esta pesquisa. O principal autor do estudo é Esko Gardner, astrofísico e engenheiro de software.

O título do estudo é “The detection of solid phosphorus and fluorine in the dust from the coma of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko” (tradução livre: A detecção de fósforo sólido e flúor na poeira da coma do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko), e está publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Os elementos brutos para a vida são conhecidos como CHNOPS, que significa carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre. As combinações desses seis elementos químicos constituem a grande maioria das moléculas biológicas da Terra. Juntos, eles respondem por quase 98% da matéria viva da Terra.

Os cientistas já haviam encontrado os outros cinco em cometas, então encontrar o fósforo pode ser a última peça do quebra-cabeça.

A equipe de pesquisadores encontrou o fósforo e o flúor no coma interno do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Eles estavam presentes em partículas sólidas coletadas a apenas alguns quilômetros do cometa pelo instrumento COmetary Secondary Ion Mass Analyzer (COSIMA) da Rosetta.

As partículas foram coletadas nas placas-alvo do instrumento, que foram então fotografadas remotamente. As partículas individuais foram selecionadas nas imagens e medidas com espectrômetro de massa.

Tudo isso foi feito da Terra antes da Rosetta encerrar sua missão com um impacto controlado no Cometa 67P no final de setembro de 2016.

A paisagem do Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. (Créditos: ESA/Rosetta)

O fósforo foi encontrado em cometas antes. Em um paper de 1987, os pesquisadores anunciaram a detecção de fósforo na poeira do cometa Halley. Mas provavelmente era fósforo atômico contido em um mineral incerto e quimicamente indisponível.

Então, em 2006, a nave espacial Stardust da NASA retornou amostras do cometa 81P/Wild. Os pesquisadores encontraram uma única partícula contendo fósforo, que estava associada ao cálcio.

Os cientistas concluíram que o fósforo estava “muito provavelmente contido em uma partícula de apatita“. Também provavelmente ela não estava disponível.

Essa nova descoberta é diferente: desta vez, os pesquisadores descobriram íons de fósforo em partículas sólidas de minerais ou fósforo metálico.

“Nós mostramos que os minerais de apatita não são a fonte de fósforo, o que implica que o fósforo descoberto ocorre em uma forma mais reduzida e possivelmente mais solúvel”, disse o líder do projeto Harry Lehto do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Turku.

comunicado de imprensa que acompanha a pesquisa afirma que “[esta] é a primeira vez que elementos CHNOPS necessários à vida são encontrados na matéria cometária sólida.”

A nova descoberta é importante para a compreensão de como a vida surgiu na Terra. O fósforo é essencial para a vida na Terra, mas se estiver preso em um mineral de apatita, está praticamente fora de alcance. Se estiver na forma gasosa, também é impróprio.

Mas o fósforo recém-descoberto está mais disponível. Como os autores escrevem em seu artigo, “no processo de formação da vida, os compostos de fósforo reativos solúveis em água eram necessários para converter precursores de nucleotídeos através de fosforilação em nucleotídeos ativos.”

O fósforo é uma das peças que faltam no quebra-cabeça da vida na Terra. Havia uma falta de moléculas contendo fósforo solúvel na Terra primitiva. Experimentos demonstraram que o fósforo solúvel pode desempenhar um papel crítico na origem das moléculas biológicas.

“Foi experimentalmente demonstrado que P, HCN e H2S solúveis podem servir como matéria-prima adequada para a síntese prebiótica de nucleotídeos, aminoácidos e estruturas de fosfoglicerina”, escrevem os autores.

Uma explosão de curta duração no Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. (Créditos: ESA/Rosetta)

Mas a maneira mais eficiente de produzir essas moléculas biológicas envolve formas altamente reduzidas de fósforo. Essas formas de fósforo ocorrem principalmente em materiais meteoríticos ou, possivelmente, em fósforo elementar.

Até agora, meteoritos, ou possivelmente processos geoquímicos, eram conhecidos por serem responsáveis ​​pelos materiais fosfóricos pré-bióticos necessários à vida.

Mas este estudo mostra que, junto com CHNO e S, agora se sabe que P está presente em cometas, e esses cometas poderiam ter enviado P para a Terra primitiva.

Mas ainda há um problema com a ideia da entrega por cometa. Se o impacto for muito energético, os materiais podem ser destruídos ou alterados. A equipe por trás desta nova pesquisa acha que pode ter uma resposta para isso.

“É concebível que os primeiros impactos cometários na superfície do planeta tenham sido menos energéticos, em comparação com os impactos dos mais pesados ​​meteoritos pedregosos, preservando assim as moléculas prebióticas em uma condição mais intacta.”

Os pesquisadores ainda estão tendo uma cautela necessária sobre seus resultados. Os resultados mostram que os elementos para a vida podem vir de cometas, mas esses compostos devem ser solúveis e disponíveis. Eles não podem estar presos em minerais.

“A solubilidade do fósforo cometário detectado de 67P/CG não é clara, mas podemos concluir que não pode ser apatita, que é uma fonte mineral comum de fósforo em meteoritos. Além disso, outros minerais de fosfato são improváveis, porque não conseguimos encontrar uma clara contribuição cometária de PO2? e PO3?.”

Então o que vem depois?

Os autores acreditam que uma missão de retorno de amostras de cometa é necessária para avançar a ideia de entrega do CHNOPS por cometas.

“A presença de todos os elementos CHNOPS dá uma forte premissa para uma futura missão de retorno de amostra cometária. Isso poderia confirmar a presença de todos os compostos e suas possíveis fontes minerais e a possível solubilidade do material. Isso também permitiria para uma análise abrangente das quantidades relativas desses elementos CHNOPS.”

A missão Stardust da NASA capturou e retornou materiais de poeira de cometa do coma do Cometa 81P/Wild 2. E os cientistas aprenderam muito com essas amostras. Mas essas amostras, embora importantes, sofreram de algumas limitações.

No relatório “The Comet Coma Rendezvous Sample Return (CCRSR) Mission Concept – The Next Step Beyond Stardust” (tradução livre: O conceito da Missão de Retorno de Amostra em Encontro com o Coma Cometário – O Próximo Passo Depois de Stardust), os autores apontaram que “essas amostras têm limitações importantes, no entanto, porque foram coletadas em números modestos em hipervelocidades severas e representam uma amostra aleatória única do coma (uma amostragem ‘cega’ de ‘pega-e-volta’).”

Como isso poderia ser melhorado? No mesmo relatório, os autores descreveram como seria uma missão de retorno de amostra de cometa aprimorada.

“Esta missão utiliza uma espaçonave projetada para se encontrar com um cometa, fazer observações estendidas dentro da coma cometária (mas não pousar no cometa), coletar suavemente várias amostras do coma representando diferentes locais de origem e devolvê-las à Terra para estudo.”

Os benefícios? “Primeiro, as amostras serão capturadas em velocidades muito mais baixas, eliminando a possibilidade de destruição e alteração da amostra durante a coleta, e resultando no retorno de muito mais materiais puros, especialmente orgânicos e minerais frágeis.”

Essa missão aprimorada também coletaria amostras do coma e de jatos voláteis de gases. Também coletaria muito mais material, tornando a amostra mais relevante estatisticamente.

Por enquanto, essa missão atualizada é apenas um conceito. E não faltam conceitos de missão dignos por aí. É só uma questão de selecionar os mais dignos.

NASA? ESA? Você estão ouvindo?