Ingredientes da vida encontrados congelados fora da Via Láctea pela primeira vez

Pela primeira vez, astrónomos observaram os blocos de construção da vida em gelo para lá das fronteiras da nossa galáxia.

Num conjunto de moléculas orgânicas complexas aprisionadas no gelo que orbita uma estrela recém-nascida na Grande Nuvem de Magalhães (LMC), a equipa identificou etanol, acetaldeído e formiato de metilo - compostos que nunca tinham sido detectados em forma de gelo fora da Via Láctea.

Além disso, outro composto reconhecido, o ácido acético, nunca tinha sido identificado de forma conclusiva em gelo em parte alguma do espaço.

A descoberta, liderada pela astrofísica Marta Sewiło, do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA e da Universidade de Maryland, indica que os ingredientes da química que dá origem à vida são comuns e resistentes em todo o cosmos, não estando confinados à nossa própria galáxia.

"Com esta descoberta", afirma Sewiło, "fizemos avanços significativos na compreensão de como a química complexa emerge no Universo e abrimos novas possibilidades de investigação sobre como a vida surgiu".

Moléculas orgânicas complexas (MOC) e os blocos de construção da vida em gelo

Em contexto astrofísico, moléculas orgânicas complexas (MOC) são moléculas com pelo menos seis átomos, sendo que pelo menos um deles é carbono. Esta categoria inclui moléculas como o etanol (CH₃CH₂OH), o formiato de metilo (HCOOCH₃) e o acetaldeído (CH₃CHO), bem como moléculas maiores, como o cianeto de iso-propilo ((CH3)2CHCN).

Estas moléculas interessam aos cientistas porque funcionam como precursores químicos das moléculas que constroem a vida - por exemplo, aminoácidos, açúcares e nucleobases. Por isso, encontrá-las no espaço ajuda a esclarecer as origens da química prebiótica e onde terão sido formados esses compostos precursores antes mesmo de a Terra existir.

Porque a Grande Nuvem de Magalhães é um laboratório diferente

Os investigadores procuram também perceber se a distribuição de moléculas muda consoante o local onde se formam. A Grande Nuvem de Magalhães (LMC) oferece um ambiente muito distinto do da Via Láctea: possui cerca de um terço a metade da abundância de metais pesados; em astronomia, isto abrange tudo o que é mais pesado do que o hélio - o que significa que na LMC há menos oxigénio, carbono e silício, por exemplo.

Há ainda muito menos poeira a bloquear a luz e uma formação estelar relativamente intensa, que inunda a galáxia com radiação ultravioleta. Naturalmente, isto levanta dúvidas sobre a forma como as MOC conseguem formar-se no interior da LMC.

A estrela ST6, o JWST e as assinaturas espectrais no infravermelho médio

Uma dessas estrelas jovens, conhecida por ST6, encontra-se a cerca de 160 000 anos-luz da Terra, numa superbolha chamada N158 - relativamente perto da célebre Nebulosa da Tarântula, uma região de formação estelar. Sewiło e os seus colegas apontaram o JWST para esta estrela, usando o “olho composto” dourado do telescópio para recolher a luz no infravermelho médio emitida pelo material gelado que roda à sua volta, com o objectivo de identificar a química que ali ocorre.

De seguida, compararam os espectros obtidos com uma “impressão digital de MOC” conhecida - uma base de dados com as assinaturas de várias MOC. Estas moléculas absorvem luz em comprimentos de onda específicos, gerando linhas escuras no espectro que os cientistas conseguem associar a moléculas já catalogadas.

O que foi detectado no gelo e porque isso importa

Na luz captada pelo JWST a partir da poeira gelada em torno de uma estrela noutra galáxia, os investigadores identificaram com confiança metanol, acetaldeído, etanol, formiato de metilo e ácido acético (CH₃COOH).

Antes desta observação, o ácido acético só tinha sido encontrado no espaço em forma de vapor. Detectá-lo no estado congelado dá suporte a modelos computacionais e a experiências laboratoriais que já sugeriam que ele participa em reacções à superfície dos grãos - reacções essas que se pensa contribuírem para a construção de compostos prebióticos no espaço.

Na verdade, a presença de todas estas moléculas constitui uma evidência bastante forte de que são produtos de química à superfície de grãos. É neste processo que o gelo se forma sobre grãos de poeira no espaço, criando revestimentos finos que cobrem cada partícula microscópica. Com a ajuda da radiação, componentes dentro desse gelo conseguem deslocar-se e reagir entre si, originando as MOC que a equipa observou.

Na Via Láctea, isto já seria suficientemente relevante; porém, estes resultados apontam que, mesmo em condições pobres em metais e castigadas por radiação, como as da LMC, este mecanismo continua a conseguir ocorrer.

Próximos passos: ampliar a amostra na LMC e na Via Láctea

A equipa pretende alargar o estudo a mais estrelas jovens na LMC para perceber se a mesma química se repete por toda a galáxia anã ou se a ST6 representa um caso fora do padrão.

"Actualmente, só temos uma fonte na Grande Nuvem de Magalhães e apenas quatro fontes com detecção destas moléculas orgânicas complexas em gelos na Via Láctea", diz Sewiło. "Precisamos de amostras maiores de ambas para confirmar os nossos resultados iniciais, que indicam diferenças nas abundâncias de MOC entre estas duas galáxias."

A investigação foi publicada nas Cartas do Jornal Astrofísico.