Os cometas não contribuíram para o aparecimento da vida na Terra?

A teoria de que os cometas trouxeram os blocos de construção moleculares da vida para a Terra é já bem conhecida, uma vez que se sabe que os cometas transportam muitas dessas moléculas.

© Scarlett White (ilustração de um impacto de cometa)

No entanto, um novo estudo põe em causa esta ideia. Pesquisadores, liderados pela Universidade de Cambridge, descobriram que o transporte desses blocos de construção pelos cometas seria, na melhor das hipóteses, um "acaso pontual", e não a chuva constante de moléculas pré-bióticas que tinha sido teorizada.

Recorrendo a modelos de computador, os cientistas determinaram que os cometas viajam demasiado depressa e num ângulo demasiado acentuado em relação à atmosfera terrestre para que as frágeis moléculas orgânicas sobrevivam: é quase certo que se vaporizariam no impacto com a superfície. No entanto, os pesquisadores também descobriram que outro planeta do nosso Sistema Solar, Marte, poderia ser um candidato ligeiramente mais promissor para o transporte de moléculas pré-bióticas por cometas, embora isso continue sendo altamente improvável.

Historicamente, os cientistas pensavam que os cometas eram importantes para a origem da vida na Terra, porque transportavam moléculas contendo carbono e nitrogênio. Em 2023, pesquisadores formularam a hipótese de que, em sistemas onde os planetas orbitam muito próximos uns dos outros, os cometas poderiam abrandar ao "ricochetear" de um planeta para o outro, transportando moléculas orgânicas ao longo do percurso.

No entanto, o novo estudo mostra o quão raro esse cenário é. Os pesquisadores utilizaram avanços recentes em simulações de impacto de cometas, interações entre cometas e a atmosfera e modelação dinâmica da origem e evolução dos cometas para realizar o seu estudo. Em conjunto, foi descoberto que, embora a entrega bem-sucedida de moléculas pré-bióticas não possa ser completamente descartada, seria extremamente improvável.

Neste estudo, os pesquisadores centraram-se no cianeto de hidrogênio (HCN), uma importante molécula pré-biótica que se encontra regularmente nos cometas do Sistema Solar. As simulações revelaram que, mesmo no caso raro de as moléculas de HCN terem sobrevivido ao impacto com a Terra, os impactos que proporcionassem uma concentração útil eram extremamente incomuns.

O número de cometas que colidiram com a Terra diminuiu rapidamente nos primeiros 500 milhões de anos do nosso planeta, e houve, no máximo, um punhado de oportunidades na história inicial da Terra para a entrega de HCN por um cometa. Mesmo que o HCN transportado por um cometa tivesse chegado à superfície da Terra, não teria permanecido concentrado por muito tempo, o que significa que qualquer química pré-biótica teria de progredir muito rapidamente a partir do impacto, o que, segundo os pesquisadores, é altamente improvável. Teria de ser realmente um acontecimento com uma probabilidade de um em um milhão, porque não só seria necessário um impacto à velocidade e ao ângulo exatos, como também seria necessário que tudo acontecesse a partir desse momento, em termos da concentração e da velocidade a que as origens químicas da vida se iniciaram.

Então, de onde vieram as sementes moleculares da vida na Terra? Os pesquisadores afirmam que existem várias possibilidades, incluindo a síntese destas moléculas na sequência do impacto de asteroides, que atingiram a Terra com muito mais frequência do que os cometas. Ou os precursores químicos formados a partir de processos que ocorreram na própria Terra, sem qualquer interferência externa.

Embora a entrega de HCN e de outras moléculas pré-bióticas à Terra por cometas pareça altamente improvável, os pesquisadores descobriram que um dos nossos vizinhos mais próximos poderia ser um candidato mais adequado. Uma vez que Marte é menor do que a Terra e possui atualmente uma atmosfera muito mais rarefeita, seria muito mais provável que os cometas chegassem à superfície do planeta durante o período de desenvolvimento do Sistema Solar, quando os cometas eram visitantes muito mais frequentes.

Isto não quer dizer que tenha acontecido definitivamente em Marte, mas sugere que seria improvável que tivesse acontecido na Terra e não tivesse acontecido em Marte. Ou a outra alternativa, talvez mais provável, é que não tenha acontecido em nenhum dos dois planetas. Os pesquisadores afirmam que os seus resultados poderão ser úteis na procura de vida em outros sistemas, especialmente quando os sucessores do telescópio espacial James Webb, como o proposto HWO (Habitable Worlds Observatory), entrarem em funcionamento.

Um artigo foi publicado na revista Scientific Reports.

Fonte: University of Cambridge

Um caso de ausência de oxigênio em galáxias anãs próximas

O telescópio espacial Hubble acaba de revelar um mistério na nossa vizinhança cósmica.

© Hubble (NGC 4449)

Os pesquisadores estudaram 37 galáxias anãs próximas, pequenas galáxias que contêm entre alguns milhares e centenas de milhões de estrelas, e descobriram que grande parte do oxigênio que esperavam encontrar está em falta.

As simulações preveem que deveria existir uma quantidade significativamente maior de oxigênio, um indicador de um conjunto mais vasto de elementos pesados, nestas galáxias. Então, para onde foi?

O oxigênio é produzido pelas estrelas, que se encontram no interior das galáxias. Sabe-se que o oxigênio teve de estar no interior das galáxias em algum momento no passado, pelo que deve ter sido ejetado. E, para isso, é necessária a energia de estrelas massivas e de explosões de supernova para impulsionar o material para fora das galáxias hospedeiras e para o espaço entre as galáxias.

De acordo com o novo estudo, os ventos galácticos desencadeados pelas supernovas são, aparentemente, mais eficazes na remoção de oxigênio das galáxias de baixa massa do que os modelos atuais preveem. As descobertas mostram que as galáxias anãs conseguem reter apenas uma pequena fração do oxigênio produzido pelas estrelas.

No projeto GLOW (Galaxies Losing Oxygen via Winds), os cientistas rastrearam o oxigênio para compreender como este é distribuído no interior das estrelas, no gás entre as estrelas e no espaço entre as galáxias. Mas, de todos os elementos presentes nas galáxias, porquê estudar o oxigênio?

O oxigênio, o elemento mais abundante a seguir ao hidrogênio e ao hélio, é relativamente fácil de detectar e medir, e a sua produção é bem compreendida, o que o torna um indicador confiável da forma como os elementos químicos estão distribuídos numa galáxia.

O oxigênio é um dos principais elementos formados pelas estrelas. Ser capaz de rastrear a quantidade produzida de oxigênio e, posteriormente, a quantidade distribuída dentro e fora das galáxias, ajuda na compreensão da evolução das galáxias. Também auxilia a perceber onde e em que medida as galáxias estão enriquecendo o espaço entre elas, denominado meio intergaláctico.

O estudo utilizou imagens ópticas do arquivo Hubble para identificar populações estelares e determinar as histórias de formação e as composições das estrelas. Juntamente com dados do telescópio espacial Spitzer, já desativado pela NASA, bem como do VLA (Very Large Array) e do ATCA (Australian Telescope Compact Array), ambos terrestres, os pesquisadores analisaram as galáxias anãs próximas para rastrear os átomos de oxigênio produzidos pelas estrelas. 

A equipe pretendia compreender como o oxigênio se distribui pelas estrelas, pelo gás e pela poeira nas galáxias. Estas galáxias anãs foram selecionadas porque as suas massas situam-se no intervalo em que as simulações e a teoria preveem que uma quantidade crescente do seu oxigênio será expelida das galáxias através de explosões de supernova. Além disso, as 37 galáxias estão todas suficientemente próximas para que o Hubble consiga distinguir as suas estrelas individualmente. O mesmo não se verifica na grande maioria das galáxias anãs conhecidas, que se encontram demasiado distantes para este tipo de estudo.

Embora os astrônomos já suspeitassem que as galáxias expulsassem uma grande fração de oxigênio e outros elementos pesados, uma questão em aberto tem sido o destino desses metais. Um estudo anterior, de 2014, abordou esta questão no caso de galáxias formadoras de estrelas semelhantes à Via Láctea, tendo constatado que estas galáxias perdiam uma grande fração do seu oxigênio, parte do qual se encontra nos halos difusos de gás que rodeiam as galáxias para lá dos seus discos, denominado meio circumgaláctico.

No estudo GLOW, os pesquisadores alargaram esta investigação a galáxias de baixa massa, abrangendo uma vasta gama de massas e ambientes. Embora equipes anteriores tenham medido o oxigênio no meio circungaláctico de galáxias anãs, ainda não é claro se a maior parte do oxigênio em falta se encontra nesta região ou se foi completamente ejetado dos arredores da galáxia.

No futuro, os astrônomos esperam estudar galáxias de massa ainda mais baixa no Universo próximo, utilizando o telescópio espacial Roman para localizar estes sistemas tênues e minúsculos numa ampla faixa do céu. Assim que identificar estas galáxias, eles esperam utilizar o Hubble e o telescópio espacial James Webb para obter observações mais profundas das suas estrelas. Isto permitirá reconstruir a história das galáxias para compreender como formaram estrelas ao longo do tempo cósmico.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: Space Telescope Science Institute