A capacidade incomparável do James Webb de perscrutar os corações envoltos em nuvens distantes revelou os elementos da bioquímica no lugar mais frio e escuro que já vimos.
Em uma nuvem molecular chamada Chamaeleon I, localizada a mais de 500 anos-luz da Terra, dados do telescópio revelaram a presença de carbono congelado, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e enxofre – elementos vitais para a formação de atmosferas e moléculas como aminoácidos ácidos, conhecidos coletivamente como CHONS.
“Esses elementos são componentes importantes de moléculas prebióticas, como aminoácidos simples – e, portanto, ingredientes da vida, por assim dizer”, diz a astrônoma Maria Drozdovskaya, da Universidade de Berna, na Alemanha.
Além disso, uma equipe internacional de pesquisadores liderada pela astrônoma Melissa McClure, da Universidade de Leiden, na Holanda, também identificou formas congeladas de moléculas mais complexas, como água, metano, amônia, sulfeto de carbonila e a molécula orgânica metanol.
Aglomerados frios e densos em nuvens moleculares são onde as estrelas e seus planetas nascem. Os cientistas acreditam que CHONS e outras moléculas estavam presentes na nuvem molecular que deu origem ao Sol, algumas das quais foram posteriormente entregues à Terra por meio de impactos gelados de cometa e asteroide.
Embora os elementos e moléculas detectados em Chamaeleon I estejam flutuando silenciosamente agora, um dia eles podem ser apanhados na formação do planeta, fornecendo os ingredientes necessários para o surgimento da vida em novos planetas bebês.
“Nossa identificação de moléculas orgânicas complexas, como metanol e potencialmente etanol, também sugere que os muitos sistemas estelares e planetários que se desenvolvem nesta nuvem em particular herdarão moléculas em um estado químico bastante avançado”, explica o astrônomo Will Rocha, do Observatório de Leiden.
“Isso pode significar que a presença de moléculas prebióticas em sistemas planetários é um resultado comum da formação estelar, e não uma característica única do nosso próprio Sistema Solar”.
Chamaeleon I é frio e denso, um conglomerado escuro de poeira e gelo que constitui uma das regiões ativas de formação de estrelas mais próximas da Terra. Um censo de sua composição, portanto, pode nos dizer bastante sobre os ingredientes que entram na formação de estrelas e planetas e contribuir para a compreensão de como esses ingredientes são incorporados em mundos recém-formados.
O James Webb, com seus poderosos recursos de detecção de infravermelho, é capaz de ver através da poeira densa com mais clareza e detalhes do que qualquer telescópio anterior. Isso ocorre porque os comprimentos de onda infravermelhos da luz não dispersam as partículas de poeira da mesma forma que os comprimentos de onda mais curtos, o que significa que instrumentos como o James Webb podem efetivamente ver através da poeira melhor do que instrumentos ópticos como o do Hubble.
Para determinar a composição química da poeira em Chamaeleon I, os cientistas contam com assinaturas de absorção. A luz das estrelas que viaja através da nuvem pode ser absorvida por elementos e moléculas nela. Diferentes produtos químicos absorvem diferentes comprimentos de onda. Quando um espectro da luz que emerge é coletado, esses comprimentos de onda absorvidos são mais escuros. Os cientistas podem então analisar essas linhas de absorção para determinar quais elementos estão presentes.
O James Webb examinou mais profundamente Chamaeleon I para um censo de sua composição do que jamais vimos antes. Ele encontrou grãos de poeira de silicato, os já mencionados CHONS e outras moléculas, e gelos mais frios do que qualquer outro medido antes no espaço, em torno de -263 graus Celsius (-441 graus Fahrenheit).
E eles descobriram que, para a densidade da nuvem, a quantidade de CHONS era menor do que o esperado, incluindo apenas cerca de 1% do enxofre esperado. Isso sugere que o restante dos materiais pode estar preso em lugares que não podem ser medidos – dentro de rochas e outros minerais, por exemplo.
Sem mais informações, é difícil avaliar neste ponto, então mais informações é o que a equipe pretende obter. Eles esperam obter mais observações que os ajudem a mapear a evolução desses gelos, desde o revestimento dos grãos empoeirados de uma nuvem molecular até sua incorporação em cometas e talvez até na semeadura de planetas.
“Este é apenas o primeiro de uma série de instantâneos espectrais que iremos obter para ver como os gelos evoluem desde a sua síntese inicial até às regiões de formação de cometas dos discos protoplanetários,” diz McClure.
“Isso nos dirá qual mistura de gelo – e, portanto, quais elementos – pode eventualmente ser entregue às superfícies de exoplanetas terrestres ou incorporado nas atmosferas de planetas gigantes de gás ou gelo”.
Publicado em 03/02/2023 23h25
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