Os cientistas há muito questionam como as moléculas complexas necessárias à vida poderiam ter-se formado em torno do ambiente tumultuoso e violento de o sol em sua juventude.
Acredita-se que uma família de meteoritos chamados “condritos” tenha trazido o material certo para a vida Terra. Mas a questão é: como moléculas orgânicas complexas contendo elementos como carbono, nitrogênio e oxigênio foram seladas nesses meteoritos em primeiro lugar?
Novas pesquisas sugerem que o “ponto quente” para a formação dessas macromoléculas, os blocos de construção essenciais da vida, podem ser as chamadas “armadilhas de poeira” em discos giratórios de matéria ao redor de estrelas infantis. Aqui, a intensa luz estelar da jovem estrela central poderia irradiar o gelo e a poeira acumulados para formar macromoléculas contendo carbono em apenas décadas, o que é relativamente rápido.
Isso significaria que as macromoléculas já poderiam estar presentes quando planetesimais maiores formassem planetas, ou poderiam estar seladas em asteroides na forma de pequenos seixos. Esses asteroides poderiam então ter sido quebrados por colisões repetidas no espaço, criando corpos menores. Alguns deles poderiam ter chegado à Terra na forma de meteoritos.
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“É incrível descobrir um novo papel crucial das armadilhas de poeira na formação de matéria macromolecular que os planetas podem precisar para hospedar vida”, disse a integrante da equipe Paola Pinilla do Laboratório de Ciências Espaciais Mullard da University College London ao Space.com. “As armadilhas de poeira são regiões benéficas para que partículas de poeira cresçam até seixos e planetesimais, que são os blocos de construção dos planetas.”
Pinilla explicou que nessas regiões, partículas muito pequenas podem ser continuamente recriadas e reabastecidas por colisões destrutivas em andamento. Esses minúsculos grãos de tamanho micrométrico podem ser facilmente elevados para as camadas superiores da nuvem achatada de material formador de estrelas que circunda uma estrela infantil, chamada de disco protoplanetário.
Uma vez aqui, Pinilla disse que essas partículas podem receber a quantidade certa de irradiação de sua estrela bebê para converter eficientemente essas minúsculas partículas geladas em matéria macromolecular complexa.
Replicando os primeiros dias do sistema solar em laboratório
Estrelas como o sol nascem quando manchas superdensas se formam em nuvens massivas de gás e poeira interestelar. Tornando-se primeiro uma protoestrela, o corpo estelar infantil reúne matéria do que resta de sua nuvem de nascimento, acumulando a massa necessária para desencadear a fusão nuclear de hidrogênio em hélio em seus núcleos. Este é o processo que define a vida útil da “sequência principal” de uma estrela, que para uma estrela com cerca de 10 bilhões de anos.
Esta estrela jovem é cercada por um disco protoplanetário, que é material que não foi consumido durante sua criação e ascensão à sequência principal. Como o nome sugere, é desse material e dentro do disco que as plantas se formam, mas também é responsável pela origem de cometas e asteroides.
Nosso sistema solar passou por esse processo de criação há cerca de 4,5 bilhões de anos.
Pesquisas anteriores conduzidas em laboratórios aqui na Terra indicaram que quando esses discos protoplanetários são irradiados com luz estelar, moléculas complexas de centenas de átomos podem se formar dentro deles. Essas moléculas são construídas principalmente de carbono e são semelhantes à fuligem preta ou ao grafeno.
Armadilhas de poeira são locais de alta pressão em discos protoplanetários onde o movimento das moléculas é desacelerado, e grãos de poeira e gelo podem se acumular. As velocidades mais lentas nessas áreas podem permitir que os grãos cresçam e, na maior parte, evitar colisões que causam fragmentação. Isso significa que eles podem ser essenciais para a formação de planetas.
A equipe queria saber se a radiação que a luz das estrelas traz para essas áreas poderia causar a formação de macromoléculas complexas, usando modelagem computacional para testar essa ideia. O modelo foi baseado em dados observacionais coletados pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), um conjunto de 66 radiotelescópios no norte do Chile.
“Nossa pesquisa é uma combinação única de astroquímica, observações com ALMA, trabalho de laboratório, evolução de poeira e o estudo de meteoritos do nosso sistema solar”, disse o membro da equipe Nienke van der Marel da Universidade de Leiden. “É realmente muito legal que agora possamos usar um modelo baseado em observação para explicar como moléculas grandes podem se formar.”
O modelo revelou à equipe que a criação de macromoléculas em armadilhas de poeira é uma ideia viável.
“Esperávamos por esse resultado, é claro, mas foi uma surpresa agradável que fosse tão óbvio”, disse o líder da equipe Niels Ligterink, da Universidade de Berna. “Espero que os colegas prestem mais atenção ao efeito da radiação pesada em processos químicos complexos. A maioria dos pesquisadores se concentra em moléculas orgânicas relativamente pequenas, de algumas dezenas de átomos de tamanho, enquanto os condritos contêm principalmente macromoléculas grandes.”
“Em um futuro próximo, esperamos testar esses modelos com mais experimentos e observações de laboratório usando telescópios poderosos como o Atacama Large Millimeter Array (ALMA)”, concluiu Pinilla.
A pesquisa da equipe foi publicada na terça-feira (30 de julho) na revista Nature Astronomy.
Originalmente publicado em Espaço.com.
