JWST descobre molécula de carbono na nebulosa de Orion

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JWST descobre molécula de carbono na nebulosa de Orion
 A
região da barra de Orion onde d203-506 pode ser encontrada, como fotografado por JWST. (ESA/Webb,
NASA, CSA, M. Zamani, o PDRs4All ERS Team)
Nas profundezas dos delicados traços da Nebulosa de Orion, finalmente encontramos uma importante
molécula de carbono nunca antes vista no espaço interestelar.
O metênio, também conhecido como metil cátion (CH 3 +), é um composto de carbono há muito previsto
para desempenhar um papel fundamental na química orgânica no espaço interestelar. Agora, usando o
Telescópio Espacial James Webb, os cientistas identificaram-no no disco de poeira e gás em torno de
uma estrela bebê, confirmando a plausibilidade deste papel.
Embora o CH 3 + não seja considerado um dos ingredientes essenciais para a vida, os cientistas
acreditam que ele ajuda a construir moléculas de carbono mais complexas. Como a vida como a
conhecemos é baseada em carbono, encontrar CH 3 + no espaço interestelar tem implicações para
nossa compreensão de como a vida pode surgir em outros lugares da galáxia.
“Esta detecção não apenas valida a incrível sensibilidade do Webb, mas também confirma a importância
central postulada de CH 3 + na química interestelar”, diz a astrônoma Marie-Aline Martin-Drumel, da
Universidade de Paris-Saclay, na França.
CH 3 + é uma molécula muito interessante. Ele reage com uma ampla gama de outras moléculas, mas
não o elemento mais abundante em nosso Universo, o hidrogênio. Isso significa que tem o potencial de
ser um trampolim ao longo do caminho para a criação de moléculas mais complexas dentro de
ambientes interestelares - uma pedra angular, os cientistas acreditam há décadas, de química à base de
carbono interestelar ou orgânica.
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2023/06/The_Orion_Bar_region_Slider
https://www.sciencealert.com/we-ve-found-another-basic-ingredient-for-life-to-exist-on-enceladus-says-nasa
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/webb-makes-first-detection-of-crucial-carbon-molecule
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A barra de Orion, como visto pelo JWST no infravermelho médio (esquerda), e Hubble (direita).
(ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani, o PDRs4All ERS Team)
Mas não foi um no-show em observações fora do Sistema Solar, o que significa que não poderíamos ter
certeza de sua presença ou papel. Muitas dessas observações são feitas no espectro de rádio; mas CH
3 + não tem as características necessárias para serem observáveis por radiotelescópios.
É aí que entra o JWST. Sua excepcional sensibilidade infravermelha o torna ideal para sondar os tipos
de ambientes empoeirados onde se espera que o CH 3 + seja encontrado, uma vez que a luz
infravermelha pode viajar através de poeira onde outros comprimentos de onda se espalham.
Liderada pelo astrônomo Olivier Berné, da Universidade de Toulouse, na França, uma equipe deu uma
olhada mais de perto na nebulosa de Orion, conforme capturado pelo espectrômetro infravermelho
médio do JWST. Lá, eles encontraram linhas brilhantes e intrigantes no espectro que, em última análise,
poderiam ser melhor explicadas pela presença de CH 3 +.
A localização desta detecção foi em um disco de poeira e gás girando em torno de uma estrela anã
vermelha chamada d203-506. Esta é uma característica comum de novas estrelas; elas nascem de um
denso nó de material em uma nuvem molecular no espaço que colapsa sob a gravidade. Enquanto este
objeto gira, ele gira em material, organizando um disco que gira em torno da estrela emergente como
água em torno de um dreno.
Uma vez que a estrela é formada, o que resta do disco começa a formar outros objetos que compõem
um sistema planetário, como, bem, planetas e asteróides, e cometas e luas. Nosso Sistema Solar
nasceu de um disco desse tipo; estudar discos em torno de outras estrelas pode nos ajudar a entender
como o Sistema Solar se formou e como a vida surgiu aqui.
Há um ponto de discórdia muito importante. O disco protoplanetário de d203-506 está sendo fortemente
irradiado pela luz ultravioleta áspera de estrelas massivas nas proximidades, e este é pensado para ser
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um estágio comum na vida dos discos protoplanetários, uma vez que a maioria das estrelas se formam
em berçários estelares, onde essas estrelas massivas são comuns. Evidências de meteoritos sugerem
que o nosso Sistema Solar passou por um estágio como este também.
Localização d203-506 na barra de Orion. (ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani, o PDRs4All
ERS Team)
Acredita-se que tal radiação tenha um efeito bastante destrutivo sobre moléculas orgânicas complexas.
Descobrir como eles sobreviveram bem o suficiente para que a vida surja mais tarde tem sido um pouco
de um raspão da cabeça.
Felizmente, a equipe encontrou uma solução para este picles. De acordo com sua análise, a luz
ultravioleta promove a formação CH 3 +. E a irradiação ultravioleta não dura muito tempo, cosmicamente
falando: as estrelas massivas expelem-na de curta duração, durando apenas alguns milhões de anos
antes de morrer.
Assim, uma vez que a molécula está presente, e as estrelas massivas se foram, CH 3 + pode continuar a
ajudar a formar moléculas de carbono mais complexas.
“Isso mostra claramente que a radiação ultravioleta pode mudar completamente a química de um disco
protoplanetário”, diz Berné.
“Pode realmente desempenhar um papel crítico nos estágios químicos iniciais das origens da vida,
ajudando a produzir CH 3 + – algo que talvez tenha sido subestimado anteriormente”.
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Webb/Webb_makes_first_detection_of_crucial_carbon_molecule_in_a_planet-forming_disc
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Perguntas permanecem sobre as propriedades desta molécula, e o papel que ela desempenha na
química interestelar. Pesquisas futuras, diz a equipe, abordarão isso.
A pesquisa foi publicada na Nature.
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06307-x