Moléculas complexas de carbono são detectadas pela 1ª vez no espaço

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Imagem: Green Bank Telescope
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Moléculas complexas baseadas em carbono que, teoricamente, poderiam explicar como a vida teve início, foram detectadas no espaço pela primeira vez. Chamadas de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs), esses conjuntos de átomos consistem em vários anéis hexagonais de carbono ligados a átomos de hidrogênio nas bordas.

Astrônomos teorizam, pelo menos desde a década de 1980, que esse tipo de molécula seria abundante no espaço, mas até então ninguém tinha sido capaz de observá-las diretamente. Agora, utilizando o telescópio Green Bank, nos Estados Unidos, uma equipe de cientistas liderada por Brett McGuire foi capaz de identificar dois HAPs distintos na região espacial Nuvem Molecular Taurus (TMC-1).

Além da inédita descoberta em si, um fato que chamou a atenção dos cientistas foi que a nuvem interestelar observada ainda não começou a formar estrelas, o que indica uma temperatura cerca de 10 graus acima do zero absoluto. Isso contraria tudo o que se acreditava a respeito da formação dos HAPs que, teoricamente, ocorreriam apenas em altas temperaturas, como subproduto da queima de combustíveis fósseis, por exemplo.

Repensando as teorias sobre a química do carbono

Fonte: M. Weiss/Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian/ReproduçãoFonte: M. Weiss/Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian/ReproduçãoFonte:  M. Weiss/Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian 

Publicado na revista Science na sexta-feira (19), o estudo da “identificação desses HAPs é um grande passo na astroquímica”, afirmou Kin Long Kelvin Lee, um dos autores. Para ele, a descoberta de que as moléculas se formam em temperaturas muito mais baixas que o esperado deverá conduzir os cientistas a rever suas teorias sobre quais são realmente os elementos químicos presentes nesse processo.

A grande importância da detecção, afirma McGuire, é investigar como todas as outras moléculas formam os HAPs, de que forma eles “podem reagir com outras coisas para possivelmente formar moléculas maiores e que implicações isso pode ter para a nossa compreensão do papel das moléculas de carbono muito grandes na formação de planetas e estrelas".

A metodologia da nova pesquisa

Desde a década de 1980, já se sabe que a espectroscopia de infravermelho médio tem revelado que os HAPs são abundantes em diversos objetos astronômicas, porém a técnica não é capaz de determinar quais moléculas de hidrocarbonetos específicas estão presentes nesses objetos.

Como sinais de HAPs diferentes se sobrepõem de forma indistinguível, é como um coro de vozes no qual é impossível distinguir uma voz isolada. Por isso, McGuire e seus colegas substituíram os sinais infravermelhos por ondas de rádio, em que diferentes HAPs cantam músicas distintas. A partir daí, a equipe programou o Telescópio Green Bank para localizar esses elementos.

Nuvem interestelar TMC-1 (Fonte: Brett A. McGuire/Divulgação)Nuvem interestelar TMC-1 (Fonte: Brett A. McGuire/Divulgação)Fonte:  Brett A. McGuire 

McGuire já havia feito uma pesquisa semelhante em 2019 e encontrou na nuvem molecular de Taurus apenas benzonitrila, um composto químico com uma molécula muito básica. Isso o levou a intuir que talvez naquele local houvesse moléculas mais complicadas.

A equipe trabalhou então com uma análise de empilhamento e filtro combinados e acabou descobrindo muito mais do que esperava. O próprio McGuire definiu o resultado como "uma loucura": foram encontrados na nuvem entre 100 mil e 1 milhão de vezes mais HAPs do que os modelos teóricos previam.

Como surgem esses HAPs?

A primeira hipótese sobre a formação de HAPs envolve duas origens: ou a partir das cinzas de estrelas mortas ou por reações químicas diretas no espaço interestelar. Como a região TMC-1 está apenas começando a formar estrelas, McGuire apostava que a formação de qualquer HAP ocorresse por reações químicas diretas no espaço.

Porém, foram tantas as moléculas detectadas pelos pesquisadores que essa hipótese isolada não daria conta de explicá-las. Dessa forma, também deve ser admitida a interpretação das cinzas estelares. Mas eles reconhecem que alguma coisa está faltando nas teorias dos astroquímicos sobre a formação de HAPs no espaço.

A conclusão, portanto, é que ainda não há uma conclusão. “Estamos trabalhando em um território desconhecido aqui”, diz McGuire, “o que é empolgante”.

Moléculas complexas de carbono são detectadas pela 1ª vez no espaço