Uma equipa internacional de astrónomos, utilizando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), está a abrir uma nova janela sobre a forma como as moléculas orgânicas se desenvolvem em torno de estrelas jovens e podem, eventualmente, passar a fazer parte de novos sistemas planetários.
Estes resultados do Programa COMPASS (Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys) do ALMA revelam que as estrelas jovens ainda em formação estão rodeadas por um ambiente químico surpreendentemente rico. Entre as moléculas detetadas encontra-se o metanol, um álcool orgânico simples que desempenha um papel importante na formação de moléculas mais complexas no espaço.
"Estamos a obter perspetivas completamente novas sobre a química complexa que ocorre em torno das protoestrelas mais jovens", afirmou Jes Jørgensen, professor do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhaga e investigador principal do programa. "A questão interessante é como estes ingredientes químicos podem influenciar as condições nos planetas e, potencialmente, a origem da vida nesses locais".
Mais de 100 horas de observações com o ALMA
O COMPASS é um projeto internacional que utiliza o ALMA para estudar, com um nível de detalhe sem precedentes, 11 estrelas jovens próximas semelhantes ao Sol. O programa exigiu mais de 100 horas de tempo de observação para investigar sistematicamente as suas composições químicas.
As moléculas no espaço emitem radiação em frequências características, criando "impressões digitais" espetrais que os astrónomos podem utilizar para as identificar. Ao combinar sinais das suas antenas, o ALMA consegue detetar assinaturas moleculares extremamente ténues e determinar como as diferentes substâncias químicas se distribuem em torno de estrelas jovens, em escalas comparáveis às do nosso próprio Sistema Solar.
Os primeiros resultados do COMPASS são apresentados em sete artigos científicos publicados na revista Astronomy & Astrophysics, proporcionando uma primeira visão da riqueza de informação contida neste levantamento.
"Com o COMPASS, podemos, pela primeira vez, comparar sistematicamente protoestrelas de diferentes ambientes e em diferentes fases evolutivas, para começarmos a compreender como a complexidade química se desenvolve durante a formação estelar", afirmou a Dra. Adele Plunkett, do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) da NSF (National Science Foundation) dos EUA e uma das quatro coinvestigadoras principais do programa, juntamente com a Dra. Audrey Coutens, da Universidade de Toulouse, em França, a Dra. Maria Drozdovskaya, da Universidade de Berna, na Suíça, e a professora Jeong-Eun Lee, da Universidade Nacional de Seul, na Coreia do Sul.
Sinais de metanol em torno de estrelas jovens
Vários dos primeiros resultados do COMPASS centram-se no metanol, o álcool mais simples e um ingrediente importante nas vias químicas que produzem moléculas orgânicas maiores.
Um estudo, liderado por Jae-Hong Jeong, estudante na Universidade Nacional de Seul, descobriu que a emissão de maser de metanol é muito mais comum em torno de protoestrelas de baixa massa do que se pensava anteriormente.
Os masers ocorrem quando moléculas, em determinadas condições físicas, amplificam naturalmente a radiação em frequências de rádio específicas, criando sinais brilhantes que podem funcionar como faróis cósmicos. As observações do COMPASS detetaram masers de metanol em mais de metade das estrelas jovens estudadas, sugerindo que esta emissão pode ser comum durante as fases mais iniciais da evolução estelar e só se torna evidente com observações suficientemente sensíveis.
ALMA deteta pela primeira vez metanol totalmente "pesado" no espaço
Noutro resultado importante, as observações do COMPASS permitiram a primeira deteção no espaço de uma versão totalmente "pesada" do metanol.
A molécula, conhecida como metanol totalmente deuterado, ou CD3OD, é uma variante rara em que todos os átomos de hidrogénio do metanol foram substituídos por deutério, uma forma mais pesada de hidrogénio.
Os investigadores fizeram a descoberta em torno da jovem protoestrela IRAS 4A2, localizada na nuvem molecular de Perseu, a cerca de 1000 anos-luz da Terra. O resultado é apresentado num estudo liderado pelo Dr. Arnaud Belloche, do Instituto Max Planck de Radioastronomia.
A deteção de diferentes formas de metanol permite aos astrónomos investigar as condições físicas e químicas em que estas moléculas se formaram e compreender melhor como a química se desenvolve durante as fases mais precoces da formação estelar.
Mais descobertas pela frente
Estes primeiros resultados demonstram a capacidade do ALMA para revelar fenómenos químicos raros e até agora desconhecidos através de levantamentos espetrais sensíveis. No entanto, representam apenas o início da análise científica do COMPASS.
A equipa continuará a estudar o conjunto de dados completo, alargando a análise às diferentes espécies moleculares detetadas em todas as 11 fontes. Um dos principais objetivos é determinar se as diferenças na composição química entre as estrelas jovens têm origem nos ambientes onde nasceram ou se se desenvolvem posteriormente, à medida que as estrelas evoluem.
"Estamos apenas a começar a explorar a riqueza deste conjunto de dados", afirmou a professora Jeong-Eun Lee. "À medida que expandimos a análise, esperamos descobrir aspetos totalmente novos sobre a forma como a química evolui no caminho para a formação de planetas".
Ao comparar sistematicamente a química de sistemas estelares jovens, o COMPASS está a ajudar os astrónomos a compreender a forma como a complexidade molecular evolui desde as nuvens interestelares até aos novos sistemas planetários. Juntamente com estudos laboratoriais e modelação química, as observações fornecem novas pistas sobre a viagem do material desde os ambientes frios onde as estrelas nascem até aos discos nos quais os planetas poderão eventualmente formar-se.
// Observatório ALMA (comunicado de imprensa)
// NRAO (comunicado de imprensa)
// Universidade de Berna (comunicado de imprensa)
// Instituto Max Planck de Radioastronomia (comunicado de imprensa)
Coleção de artigos científicos:
Artigo científico #1 (Astronomy & Astrophysics)
Artigo científico #2 (Astronomy & Astrophysics)
Artigo científico #3 (Astronomy & Astrophysics)
Artigo científico #4 (Astronomy & Astrophysics)
Artigo científico #5 (Astronomy & Astrophysics)
Artigo científico #6 (Astronomy & Astrophysics)
Artigo científico #7 (Astronomy & Astrophysics)
Quer saber mais?
Metanol deuterado:
Wikipedia
Metanol (Wikipedia)
Maser:
Wikipedia
Nuvem molecular de Perseu:
NASA
Astronomy
Wikipedia
COMPASS (Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys):
Página principal
ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array):
Página principal
ALMA (NRAO)
ALMA (ESO) |
