Profundezas geladas de nuvem molecular ajudam a revelar pormenores sobre origem da vida

Um grupo de astrónomos utilizou o telescópio James Webb para “espreitar” as regiões negras do interior de uma nuvem molecular e conseguiu um inventário dos gelos mais frios medidos até à data.

Neste estudo, os investigadores apontaram ao gelo numa região particularmente fria, densa e difícil de analisar da nuvem molecular Chameleon I, a cerca de 500 anos-luz da Terra que está atualmente em processo de formação de dezenas de jovens estrelas.

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A observação permitiu examinar as moléculas de gelo simples que irão integrar futuros exoplanetas, ao mesmo tempo que abre uma nova perspetiva sobre a origem das moléculas mais complexas, identificadas como o primeiro passo na criação dos blocos de construção da vida.

O gelo é um ingrediente vital na criação de um planeta habitável, porque é a principal fonte de vários elementos-chave, nomeadamente carbono, hidrogénio, oxigénio, azoto e enxofre (CHONS). Estes elementos são ingredientes importantes tanto em atmosferas planetárias como em moléculas como açúcares, álcoois e aminoácidos simples. Acredita-se que foram lançados na superfície da Terra por impactos com cometas ou asteroides gelados. Além disso, há também a hipótese destes gelos já estarem presentes na nuvem escura de poeira fria e gás que eventualmente entraria em colapso para formar o Sistema Solar.

Nestas regiões do espaço, os grãos de poeira gelada fornecem um cenário único para átomos e moléculas se encontrarem, o que pode desencadear reações químicas capazes de formar substâncias muito comuns como a água. Estudos laboratoriais detalhados também já mostraram que essas mesmas condições geladas podem levar à formação de algumas moléculas prebióticas simples.

Além de gelos simples como a água, a equipa conseguiu identificar formas congeladas de uma ampla gama de moléculas, desde dióxido de carbono, amoníaco e metano, até à molécula orgânica complexa mais simples, metanol. Este é o inventário mais completo feito até hoje dos ingredientes gelados disponíveis para formar as futuras gerações de estrelas e planetas, antes de serem aquecidos durante a formação de estrelas.

"Os resultados que apurámos fornecem informação sobre o estágio químico e inicial da formação de gelo em grãos de poeira interestelar, que se transformarão em 'pedras' de tamanho centimétrico, a partir das quais os planetas se formam", refere Melissa McClure, astrónoma do Observatório de Leiden, na Holanda, autora principal do artigo científico que descreve o estudo, citada no comunicado.

“Estas observações abrem uma nova janela para entender os caminhos de formação das moléculas simples e complexas, necessárias para fabricar os componentes básicos da vida”

Além das moléculas mencionadas, a equipa também encontrou evidências de moléculas mais complexas do que o metanol. Embora não tenham atribuído esses sinais a moléculas específicas, tal demonstra, pela primeira vez, que as moléculas complexas se formam nas profundezas geladas das nuvens moleculares, antes das estrelas nascerem.

A caracterização química dos gelos foi obtida estudando como a luz das estrelas era absorvida pelas moléculas de gelo dentro da nuvem, com recurso à Near-InfraRed Camera (NIRCam) do James Webb. Esse processo deixa para trás assinaturas químicas conhecidas como linhas de absorção, que podem ser comparadas com dados de laboratório para identificar quais gelos (moléculas congeladas) estão presentes na nuvem molecular.

O estudo faz parte do projeto Ice Age, um dos 13 primeiros programas de observações científicas (ERS) do James Webb, desenvolvidos com o objetivo de mostrar as capacidades de observação do telescópio e permitir que a comunidade científica aprenda a tirar o máximo partido dos seus instrumentos. Os resultados foram publicados na edição de 23 de janeiro da Nature Astronomy.

A equipa da Ice Age já tem outras observações planeadas e espera descobrir os segredos das camadas de gelo, desde a formação até à sua incorporação nos cometas de gelo.

À medida que avança pelo Espaço, o telescópio James Webb continua a ajudar a comunidade científica a descobrir os mistérios do Universo. Recentemente, “somou pontos” com a descoberta de exoplaneta e poeira estelar inesperada. Também mostrou uma visão impressionante dos “Pilares da Criação”, um “berçário” de estrelas a 6.500 anos-luz da Terra. Semanas antes tinha oferecido pormenores nunca antes vistos da atmosfera do exoplaneta WASP-39 b.

Recorde algumas das imagens que o telescópio James Webb tem vindo a captar