Astrônomos rasgou as origens da água para um tempo antes do sol

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Astrônomos rasgou as origens da água para um tempo
antes do sol
Ilustração de V883 Orionis e seu disco aquecido. (ESO/L. (em inglês) Calçada (em inglês)
Uma estrela a 1.300 anos-luz da Terra pode ter acabado de revelar um dos segredos mais bem
guardados do Sistema Solar.
É chamado V883 Orionis, uma jovem estrela cercada por um enorme disco de material que um dia se
fundirá em planetas em órbita. É nesse disco que os cientistas fizeram uma detecção inequívoca de
vapor de água, girando com toda a poeira e gás destinados a se tornar parte de um mundo alienígena.
Isso sugere que a água do Sistema Solar – incluindo a agora na Terra – estava presente no berço
gasoso do qual o Sol nasceu; que estava aqui, não apenas antes da Terra, mas antes do Sol, e ajudou
nosso planeta a crescer.
“Agora podemos traçar as origens da água em nosso Sistema Solar antes da formação do Sol”, diz o
astrônomo John Tobin, do Observatório Nacional de Radioastronomia dos EUA.
A água é bastante comum em todo o Universo, embora a Terra em particular não seja o mesmo "pálido
ponto azul" sem ele. Ele se enrola em torno da superfície do planeta, permeia a atmosfera como vapor,
cai do céu. Parece-nos bastante mundano, mas não seríamos capazes de viver sem ele; quase todos os
processos químicos da vida exigem isso.
É também um ingrediente importante na formação de planetas. As estrelas nascem de nuvens de poeira
e gás no espaço; um aglomerado denso colapsa sob a gravidade e, girando, começa a enrolar mais
material da nuvem ao seu redor que se forma em um disco que alimenta a estrela bebê.
Uma vez que a estrela está crescendo, todas as outras características do sistema planetário se formam
a partir do que resta do disco. Os grãos de poeira se unem eletrostaticamente, formando aglomerados
maiores e maiores até que o objeto seja massivo o suficiente para que a gravidade assas assasse.
https://www.eso.org/public/images/eso2302c/
https://www.sciencealert.com/new-study-finds-earth-s-water-was-around-in-the-solar-system-before-earth-was
https://www.eso.org/public/news/eso2302/?lang
https://www.eso.org/public/news/eso2302/?lang
https://www.sciencealert.com/nasa-just-updated-earth-s-most-iconic-portrait-and-we-are-as-lonely-as-ever
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Acredita-se que a água desempenhe um papel significativo neste processo; além do ponto em que o
vapor de água congela – chamado de linha de neve – ele reveste grãos de poeira como gelo, dando-lhes
uma frite adicional que ajuda as partículas a se unirem nos primeiros estágios do crescimento planetário.
Dados em diferentes comprimentos de onda de V883 Orionis do Atacama Large
Millimeter/submillimeter Array, mostrando vapor de água em torno da estrela jovem.
(ALMA/ESO/NAOJ/NRAO, J. Tobin, B. Saxton/NRAO/AUI/NSF)
Podemos avaliar onde e como a água se forma com base em isótopos de hidrogênio. O hidrogênio
normal não tem nêutrons em seu núcleo. O hidrogênio pesado, também conhecido como deutério, tem
um nêutron em seu núcleo. As moléculas de água que incluem hidrogênio pesado são conhecidas como
água pesada, e se formam sob condições que diferem daquelas que fazem água normal.
https://www.eso.org/public/news/eso2302/?lang
https://w.astro.berkeley.edu/~kalas/disksite/library/blum08a.pdf
https://www.eso.org/public/images/eso2302b/
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Aqui na Terra, podemos rastrear um pouco de água para cometas porque as proporções de isótopos de
água para água pesada são semelhantes. Isso sugere que a água pode ser ligada em cometas e
asteroides e entregue a corpos planetários. Mas como a água entrou nos cometas ainda não tinha sido
completamente contabilizada. Agora, estudando V883 Orionis, Tobin e sua equipe preencheram essa
lacuna.
“Podemos pensar no caminho da água através do Universo como uma trilha. Sabemos como são os
pontos finais, que são a água nos planetas e nos cometas, mas queríamos traçar essa trilha de volta às
origens da água”, diz Tobin.
“Antes, podíamos ligar a Terra a cometas e protoestrelas ao meio interestelar, mas não podíamos ligar
protoestrelas aos cometas. V883 Ori mudou isso, e provou que as moléculas de água nesse sistema e
em nosso Sistema Solar têm uma proporção semelhante de deutério e hidrogênio.
A estrela é tão jovem que ainda está crescendo, cercada por um enorme disco. Ao estudar a luz liberada
por esse disco, os pesquisadores conseguiram identificar a assinatura espectral do vapor de água;
melhor ainda, eles identificaram as proporções de isótopos de hidrogênio.
“V883 Orionis é o elo perdido neste caso”, diz Tobin.
“A composição da água no disco é muito semelhante à dos cometas em nosso próprio Sistema Solar.
Esta é a confirmação da ideia de que a água em sistemas planetários formou bilhões de anos atrás,
antes do Sol, no espaço interestelar, e foi herdada por cometas e pela Terra, relativamente inalterada.
O que torna o V883 Orionis tão especial é que ele está passando por uma explosão de crescimento
acelerado, o que significa que é temporariamente mais quente do que o habitual. A maior parte da água
nos discos de acreção em torno das protoestrelas é congelada, existindo como vapor apenas perto da
estrela, onde é difícil de impressionar. A explosão de atividade de V883 Orionis, no entanto, empurrou
sua linha de neve para um ponto muito mais distante da estrela do que o habitual; qualquer água mais
próxima do que a linha de neve é vapor.
O vapor é muito mais fácil de detectar e analisar do que o gelo, então os pesquisadores conseguiram
fazer uma medição confiante da composição isotópica da água no disco de V883 Orionis, além de
quantificá-lo. Há mais de 1.200 vezes o volume dos oceanos da Terra, flutuando como vapor em torno
de V883 Orionis.
As descobertas sugerem que toda a água em um sistema planetário vem quase diretamente das nuvens
das quais sua estrela nasce.
“Concluímos que os discos herdam diretamente a água da nuvem de formação estelar e essa água é
incorporada a grandes corpos gelados, como cometas, sem alteração química substancial”, escrevem os
pesquisadores em seu artigo.
“Embora o mecanismo específico de entrega da água na Terra permaneça debatido (cometas e/ou
asteroides), a [proporção de isótopos de hidrogênio] encontrada em V883 Ori é evidência de que as
moléculas de água em nosso Sistema Solar se originaram no meio interestelar frio antes da formação do
Sol. Portanto, as observações de água espacialmente resolvidas para discos jovens formadores de
planetas são cruciais para ligar o reservatório de água e a formação de planetas terrestres.
https://www.eurekalert.org/news-releases/981940
https://www.eso.org/public/news/eso2302/?lang
https://www.eso.org/public/news/eso1626/
https://www.eso.org/public/news/eso2302/?lang
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A pesquisa foi publicada na Nature.
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05676-z