ALMA descobre ingrediente da vida em torno de estrelas bebês

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O ALMA observou estrelas como o Sol numa fase muito inicial da sua formação e descobriu traços de isocianato de metila — um bloco constituinte de vida. Esta é a primeira vez que se detecta esta molécula prebiótica em protoestrelas do tipo solar, isto é estrelas do tipo da protoestrela que deu origem ao Sol e consequentemente ao Sistema Solar. Esta descoberta ajuda os astrônomos a entenderem melhor a origem da vida na Terra.

Duas equipes de astrônomos utilizaram o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) instalado no Chile para detectar a molécula orgânica complexa prebiótica de isocianato de metila [1] no sistema estelar múltiplo IRAS 16293-2422. Uma das equipes foi liderada por Rafael Martín-Doménech, do Centro de Astrobiología de Madrid, Espanha, e por Víctor M. Rivilla, do INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florença, Itália, e a outra foi liderada por Niels Ligterink do Observatório de Leiden, Holanda e por Audrey Coutens do University College London, Reino Unido.

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“Este sistema estelar não pára de nos surpreender! Depois da descoberta dos açúcares, descobrimos agora isocianato de metila. Esta família de moléculas orgânicas está ligada à síntese de peptídeos e aminoácidos, os quais formam, sob a forma de proteínas, a base biológica da vida tal como a conhecemos,” explicam Niels Ligterink e Audrey Coutens [2].

As capacidades do ALMA permitiram às duas equipes observar esta molécula ao longo do espectro rádio, a vários comprimentos de onda diferentes e bem característicos [3]. As equipes descobriram as impressões digitais químicas únicas desta molécula nas regiões internas densas do casulo de gás e poeira que rodeia as estrelas jovens nas suas fases mais iniciais de evolução. Cada equipe identificou e isolou as assinaturas da molécula orgânica complexa de isocianato de metila [4]. Em seguida, fizeram modelos químicos de computador e experiências em laboratório com o intuito de compreender ao máximo a maneira como esta molécula se forma [5].

IRAS 16293-2422 é um sistema múltiplo de estrelas muito jovens situado a cerca de 400 anos-luz de distância na enorme região de formação estelar Rho Ophiuchi, na constelação do Ofiúco, ou Serpentário. Estes novos resultados do ALMA mostram que gás de isocianato de metila rodeia cada uma destas estrelas jovens.

A Terra e os outros planetas do nosso Sistema Solar formaram-se a partir de material que restou da formação do Sol. O estudo de protoestrelas do tipo solar pode, por isso, abrir aos astrônomos uma janela para o passado, permitindo-lhes observar condições semelhantes àquelas que levaram à formação do nosso Sistema Solar há cerca de 4,5 bilhões de anos atrás.

Rafael Martín-Doménech e Víctor M. Rivilla, autores principais de um dos artigos científicos que descreve estes resultados, comentam: ”Estamos particularmente entusiasmados com estes resultados porque estas protoestrelas são muito semelhantes ao Sol no início da sua vida, apresentando o tipo de condições propícias à formação de planetas do tamanho da Terra. Ao encontrarmos moléculas prebióticas, temos agora outra peça do quebra-cabeças que é compreender como é que a vida começou no  nosso planeta.

Niels Ligterink está muito contente com os resultados complementares de seguimento feitos em laboratório: “Além de detectarmos moléculas, queremos também compreender como é que elas se formam. As nossas experiências laboratoriais mostram que o isocianato de metila pode efetivamente formar-se em partículas geladas sob condições de frio extremo, semelhantes às encontradas no espaço interestelar, o que implica que esta molécula — e por conseguinte, a base das ligações dos peptídeos — tem efetivamente uma grande probabilidade de estar presente próximo da maioria das estrelas jovens do tipo solar.”

Notas

[1] Em astroquímica, uma molécula orgânica complexa é definida como sendo constituída por seis ou mais átomos, sendo pelo menos um dos átomos de carbono. O isocianato de metila contém átomos de carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio na configuração química CH3NCO. Estas substância muito tóxica foi a causa principal das mortes em decorrência do trágico acidente industrial de Bhopal em 1984.

[2] Este sistema foi estudado anteriormente com o ALMA, tendo sido descobertas na época moléculas de açúcar simples, glicoaldeído, outro ingrediente da vida.

[3] A equipe liderada por Rafael Martín-Doménech utilizou novos dados de arquivo da protoestrela, obtidos ao longo de um grande domínio de comprimentos de onda dos receptores das Bandas 3, 4 e 6 do ALMA. Niels Ligterink e colegas usaram dados do rastreio PILS do ALMA (Protostellar Interferometric Line Survey), o qual pretende mapear a complexidade química do IRAS 16293-2422 ao obter imagens, em pequenas escalas — correspondentes ao tamanho da nosso Sistema Solar — em todo o domínio de comprimentos de onda coberto pela Banda 7 do ALMA.

[4] As equipes analisaram espectros da radiação da protoestrela no intuito de determinar os seus componentes químicos. A quantidade de isocianato de metila detectada — a abundância — relativamente ao hidrogênio molecular e a outros indicadores, é comparável a detecções anteriores feitas em torno de duas protoestrelas de elevada massa (dentro dos massivos núcleos moleculares quentes de Orion KL e Sagittarius B2 Norte).

[5] A equipe de Martín-Doménech fez modelos químicos da formação de gás/grãos de isocianato de metila. A quantidade de moléculas observada pode ser explicada pela química existente na superfície dos grãos de poeira no espaço, seguida de reações químicas na fase gasosa. Adicionalmente, e por meio de experiências executadas em vácuo criogênico profundo no seu laboratório em Leiden, a equipe de Ligterink demonstrou que esta molécula se pode formar às temperaturas extremamente frias do meio interestelar, até temperaturas tão baixas como cerca de 15 K (-258º Celsius).


Originalmente publicado no site da ESO.

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