Astrônomos estão abrindo uma nova janela sobre a forma como as moléculas orgânicas se desenvolvem em torno de estrelas jovens e podem, eventualmente, passar a fazer parte de novos sistemas planetários.
© MPIfR (nuvem molecular de Perseu)
Esta composição mostra a nuvem molecular de Perseu, localizada a cerca de 1.000 anos-luz da Terra.
Estes resultados do Programa COMPASS (Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys) do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) revelam que as estrelas jovens ainda em formação estão rodeadas por um ambiente químico surpreendentemente rico. Entre as moléculas detectadas encontra-se o metanol, um álcool orgânico simples que desempenha um papel importante na formação de moléculas mais complexas no espaço.
O COMPASS é um projeto internacional que utiliza o ALMA para estudar, com um nível de detalhe sem precedentes, 11 estrelas jovens próximas semelhantes ao Sol. O programa exigiu mais de 100 horas de tempo de observação para explorar sistematicamente as suas composições químicas. As moléculas no espaço emitem radiação em frequências características, criando "impressões digitais" espectrais que os astrônomos podem utilizar para as identificar. Ao combinar sinais das suas antenas, o ALMA consegue detectar assinaturas moleculares extremamente tênues e determinar como as diferentes substâncias químicas se distribuem em torno de estrelas jovens, em escalas comparáveis às do nosso próprio Sistema Solar.
Um estudo descobriu que a emissão de maser de metanol é muito mais comum em torno de protoestrelas de baixa massa do que se pensava anteriormente. Os masers ocorrem quando moléculas, em determinadas condições físicas, amplificam naturalmente a radiação em frequências de rádio específicas, criando sinais brilhantes que podem funcionar como faróis cósmicos. As observações do COMPASS detectaram masers de metanol em mais de metade das estrelas jovens estudadas, sugerindo que esta emissão pode ser comum durante as fases mais iniciais da evolução estelar e só se torna evidente com observações suficientemente sensíveis.
Em outro resultado importante, as observações do COMPASS permitiram a primeira detecção no espaço de uma versão totalmente "pesada" do metanol. A molécula, conhecida como metanol totalmente deuterado, ou CD3OD, é uma variante rara em que todos os átomos de hidrogênio do metanol foram substituídos por deutério, uma forma mais pesada de hidrogênio.
Os pesquisadores fizeram a descoberta em torno da jovem protoestrela IRAS 4A2, localizada na nuvem molecular de Perseu, a cerca de 1.000 anos-luz da Terra. O resultado é apresentado num estudo liderado pelo Dr. Arnaud Belloche, do Instituto Max Planck de Radioastronomia. A detecção de diferentes formas de metanol permite aos astrônomos investigar as condições físicas e químicas em que estas moléculas se formaram e compreender melhor como a química se desenvolve durante as fases mais precoces da formação estelar.
Um dos principais objetivos deste estudo é determinar se as diferenças na composição química entre as estrelas jovens têm origem nos ambientes onde nasceram ou se se desenvolvem posteriormente, à medida que as estrelas evoluem. Ao comparar sistematicamente a química de sistemas estelares jovens, o COMPASS está ajudando os astrônomos a compreender a forma como a complexidade molecular evolui desde as nuvens interestelares até aos novos sistemas planetários. Juntamente com estudos laboratoriais e modelação química, as observações fornecem novas pistas sobre a viagem do material desde os ambientes frios onde as estrelas nascem até aos discos nos quais os planetas poderão eventualmente formar-se.
Um conjunto de sete artigos foram publicados no periódico Astronomy & Astrophysics.
Fonte: Max Planck Institute for Radio Astronomy