Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), uma equipe de astrônomos liderada por Abubakar Fadul, do Instituto Max Planck de Astronomia, descobriu moléculas orgânicas complexas no disco protoplanetário de uma protoestrela.
© ESO (disco de formação planetária em torno da estrela V883 Orionis)
Esta descoberta inclui a primeira detecção preliminar de etilenoglicol e glicolonitrilo, no disco protoplanetário da protoestrela V883 Orionis. Estas substâncias são consideradas precursoras dos blocos de construção da vida.
A comparação de diferentes ambientes cósmicos revela que a abundância e a complexidade de moléculas deste gênero aumentam desde regiões de formação estelar até aos sistemas planetários totalmente evoluídos. Isto sugere que as sementes da vida são "montadas" no espaço e que estão bem espalhadas.
Os astrônomos já haviam descoberto moléculas orgânicas complexas em vários locais associados à formação de planetas e estrelas. As moléculas orgânicas complexas têm mais de cinco átomos, dos quais pelo menos um é carbono. Muitas delas são consideradas blocos de construção da vida, como aminoácidos e ácidos nucleicos ou os seus precursores.
A descoberta de 17 moléculas orgânicas complexas no disco protoplanetário de V883 Orionis, incluindo etilenoglicol e glicolonitrilo, fornece uma peça do quebra-cabeças há muito procurada na evolução destas moléculas entre os estágios que precedem e seguem a formação de estrelas e dos seus discos de formação planetária. O gliconitrilo é um precursor dos aminoácidos glicina e alanina, bem como da base nucleica adenina.
A transição de uma protoestrela fria para uma estrela jovem rodeada por um disco de poeira e gás é acompanhada por uma fase violenta de gás em choque, radiação intensa e ejeção rápida de gás. Tais processos energéticos podem destruir a maior parte da química complexa "montada" durante as fases anteriores. Por isso, os cientistas elaboraram um cenário chamado de "reinicialização", no qual a maioria dos compostos químicos necessários para a evolução da vida teria de ser reproduzida em discos circunestelares durante a formação de cometas, asteroides e planetas.
Os resultados sugerem que os discos protoplanetários herdam moléculas complexas de fases anteriores e que a formação de moléculas complexas pode continuar durante a fase do disco protoplanetário. O período entre a fase protoestelar energética e o estabelecimento de um disco protoplanetário seria, por si só, demasiado curto para que as moléculas orgânicas complexas se formassem em quantidades detectáveis. Como resultado, as condições que predefinem os processos biológicos podem ser generalizadas, em vez de restritas a sistemas planetários individuais.
Os astrônomos encontraram as moléculas orgânicas mais simples, como o metanol, em regiões densas de poeira e gás que antecedem a formação das estrelas. Em condições favoráveis, elas podem até conter compostos complexos que incluem o etilenoglicol, uma das espécies agora descobertas em V883 Orionis. Foi descoberto que o etilenoglicol pode ser formado pela irradiação UV da etanolamina, uma molécula que foi recentemente descoberta no espaço. Esta descoberta apoia a ideia de que o etilenoglicol pode ser formado nesses ambientes, mas também em estágios posteriores da evolução molecular, onde a irradiação UV é dominante.
Agentes mais evoluídos cruciais para a biologia, como aminoácidos, açúcares e bases nucleicas que compõem o DNA e o RNA, estão presentes em asteroides, meteoritos e cometas dentro do Sistema Solar. As reações químicas que sintetizam essas moléculas orgânicas complexas ocorrem em condições frias, de preferência em grãos de poeira gelados que mais tarde coagulam para formar objetos maiores. Escondidos nessas misturas de rocha, poeira e gelo, elas geralmente permanecem indetectáveis.
O acesso a essas moléculas só é possível através da perfuração com sondas espaciais ou aquecimento externo, que evapora o gelo. No Sistema Solar, o Sol aquece os cometas, resultando em caudas impressionantes de gás e poeira, ou cabeleiras, essencialmente invólucros gasosos que rodeiam os núcleos cometários. Dessa forma, a espetroscopia, a dissecação da luz semelhante a um arco-íris, pode captar as emissões das moléculas liberadas. Essas impressões digitais espectrais ajudam a identificar as moléculas anteriormente enterradas no gelo.
Um processo de aquecimento semelhante está ocorrerendo no sistema V883 Orionis. A estrela central ainda está crescendo, acumulando gás do disco circundante até que, eventualmente, acenda a fusão nuclear no seu núcleo. Durante esses períodos de crescimento, o gás que cai aquece e produz intensas explosões de radiação. Moléculas complexas, incluindo etilenoglicol e glicolonitrilo, irradiam em frequências de rádio. O ALMA é perfeitamente adequado para detectar esses sinais.
Os astrônomos do Instituto Max Planck de Astronomia obtiveram acesso a este interferômetro de rádio através do ESO, que o opera no deserto chileno de Atacama, a uma altitude de 5.000 metros. O ALMA permitiu aos astrônomos localizar o sistema V883 Orionis e procurar sinais espectrais fracos, o que acabou por levar às detecções.
Foram publicados artigos sobre a descoberta nos periódicos The Astronomical Journal e The Astrophysical Journal Letters.
Fonte: Max Planck Institute for Astronomy