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Investigadores descobrem destruição de oceanos de água, por mês, na Nebulosa de Orionte
27 de fevereiro de 2024
 

A região interior da Nebulosa de Orionte, vista pelo instrumento NIRCam do Telescópio Espacial James Webb. A imagem foi obtida no 11 de setembro de 2022.
Crédito: NASA, ESA, CSA, Equipa PDRs4All ERS; imagem de Salomé Fuenmayor
 
     
 
 
 

Uma equipa internacional de cientistas encontrou a destruição e a reformação de uma grande quantidade de água num disco de formação planetária localizado no coração da Nebulosa de Orionte.

Esta descoberta foi possível graças a uma abordagem original e multidisciplinar que combina observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST) e cálculos de física quântica.

O estudo, que faz parte do programa "PDRs4All Early Release Science" e é liderado pela estudante de doutoramento da Universidade Paris-Saclay, Marion Zannese, foi publicado dia 23 de fevereiro na revista Nature Astronomy.

O PDRs4All é um dos 13 programas "Early Release Science" selecionados pela NASA para demonstrar as capacidades do JWST, reunindo um consórcio internacional.

"É muito impressionante que, em apenas alguns pixéis de observações, e concentrando-nos em apenas algumas linhas, possamos de facto descobrir que um oceano inteiro de água se evapora todos os meses", disse Els Peeters, coinvestigadora principal do PDRs4All e membro do corpo docente do Instituto de Exploração da Terra e do Espaço da UWO (University of Western Ontario). "Esta descoberta baseou-se numa pequena fração dos nossos dados espetroscópicos. É muito excitante saber que temos muitos mais dados para explorar e mal posso esperar para ver o que mais podemos encontrar".

A água é um ingrediente essencial para o aparecimento da vida tal como é entendida atualmente. Na Terra, a maior parte da água nos nossos oceanos formou-se muito antes do nascimento do Sistema Solar, em regiões frias do espaço interestelar a -250° C. No entanto, uma fração desta água pode ter sido destruída e reformada a temperaturas mais elevadas (100-500° C) quando o Sistema Solar era ainda apenas um disco de gás e poeira que orbitava o nosso jovem Sol.

Para compreender esta enigmática reciclagem de água, a equipa internacional apontou o JWST para 'd203-506', um disco de formação planetária localizado na Nebulosa de Orionte, um berçário de sistemas planetários. A intensa radiação ultravioleta produzida por estrelas massivas leva à destruição e à reformação de água em d203-506, tornando-o num verdadeiro laboratório interestelar.

"O telescópio James Webb é incrivelmente poderoso. No contexto desta descoberta, não estamos a falar de encontrar uma agulha num palheiro. Trata-se de uma agulha num palheiro feito de agulhas", disse Jan Cami, professor de física e astronomia na mesma universidade e membro do PDRs4All.

Uma colaboração com especialistas em dinâmica quântica do MDSCC (Madrid Deep Space Communications Complex), em Espanha, e do Observatório de Leiden, nos Países Baixos, foi a chave para compreender como se pode observar a formação e destruição de moléculas situadas a mais de 1000 anos-luz de distância.

 
Esquerda e centro: o jovem disco d203-506 situado na Nebulosa de Orionte, vista pelo JWST.
Direita: Animação que ilustra como a formação e destruição da água foi revelada pelas observações do JWST.
Crédito: esquerda e centro - NASA/ESA/CSA/PDRs4All/Salomé Fuenmayor; direita - M. Zannese
 

Quando a água é destruída pela luz ultravioleta, é libertada uma molécula de hidroxilo, seguida da emissão de fotões que viajam até ao JWST. No total, estima-se que o equivalente à quantidade de água de todos os oceanos da Terra é destruído por mês e reabastecido no sistema d203-506.

Mas a história não termina aqui. Através de um mecanismo semelhante, o JWST revela que a molécula hidroxilo, intermediária chave na formação da água, é também produzida em abundância a partir do oxigénio atómico. Alguma da água que compõe os oceanos da Terra pode ter passado por este ciclo.

// UWO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)
// Artigo científico (arXiv.org)

 


Quer saber mais?

Nebulosa de Orionte (M42):
SEDS
Wikipedia

Programa PDRs4All:
Página principal

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