Astrônomos, por meio do Telescópio Espacial James Webb, conseguiram identificar diversos dos elementos gelados fundamentais para a vida presentes no gás e poeira que circundam duas estrelas jovens, também conhecidas como “proto-estrelas”. As moléculas observadas abrangem desde compostos relativamente simples, como metano, até estruturas complexas, como ácido acético e etanol.
Anteriormente, já se previa a existência de moléculas orgânicas complexas (MOCs) na forma sólida e gelada em torno de proto-estrelas que ainda não haviam iniciado a formação de planetas ao seu redor. No entanto, essa previsão derivava de experimentos de laboratório baseados na Terra. A teoria havia sido tentativamente confirmada no passado usando telescópios espaciais, incluindo o próprio Telescópio Espacial James Webb. O JWST encontrou diversos gelos em regiões escuras e frias de uma nuvem molecular como parte do programa Ice Age do JWST Early Release Science.
Mas, graças às observações das nuvens em torno das proto-estrelas IRAS23385 e IRAS 2A, feitas com o Instrumento de Médio Infravermelho (MIRI) altamente sensível do JWST como parte do programa James Webb Observations of Young ProtoStars (JOYS+), a presença desses gelos agora foi confirmada.
De particular interesse para estudos futuros será o material em torno da proto-estrelas de baixa massa IRAS 2A, que pode ter semelhanças com o nosso sol — quando o sol estava em seus estágios primordiais há mais de 4,6 bilhões de anos, isso é. Isso significa que os mesmos gelos químicos identificados ao redor de IRAS 2A provavelmente estavam presentes nos primeiros estágios do desenvolvimento de nosso próprio sistema solar, eventualmente sendo entregues à Terra primitiva.
“Esta descoberta contribui para uma das questões de longa data em astroquímica”, disse em comunicado o líder da equipe e pesquisador da Universidade de Leiden, Will Rocha. “Qual é a origem das MOCs no espaço? Elas são feitas na fase gasosa ou no gelo? A detecção de MOCs no gelo sugere que reações químicas na fase sólida na superfície de grãos de poeira fria podem construir tipos complexos de moléculas.”
É importante notar que, embora MOCs tenham sido detectadas tecnicamente em torno de proto-estrelas antes, elas estavam na forma de gás quente. Pesquisas sugeriram que esses gases são criados quando o gelo sólido é transformado diretamente em tal gás, pulando assim a fase líquida. Esse processo é chamado de “sublimação”.
A detecção desses gelos de MOCs, no entanto, pode ajudar a entender melhor as origens de moléculas ainda maiores no espaço.
Além disso, os cientistas estão ansiosos para entender melhor como moléculas como MOCs são entregues a planetas nos estágios evolutivos posteriores das proto-estrelas , quando esses bebês estelares quase acumularam massa suficiente de seus arredores para desencadear a fusão de hidrogênio em hélio em seus núcleos.
Uma sugestão é que, porque os materiais gelados são mais facilmente transportados através dos discos planetários do que os gases, as MOCs podem ser incorporadas em cometas em formação como matéria sólida. Esses cometas podem então colidir com planetas em formação para entregar essas MOCs, potencialmente permitindo que a vida, como a conhecemos, floresça.
“Todas essas moléculas podem se tornar parte de cometas e asteroides e, eventualmente, novos sistemas planetários quando o material gelado é transportado para dentro dos discos de formação de planetas à medida que o sistema proto-estrelas evolui”, disse o coordenador do programa JOYS+ e pesquisador da Universidade de Leiden, Ewine Dishoeck.
A equipe identificou com sucesso gelos de acetaldeído, etanol (que chamamos de álcool), formato de metila e ácido acético, que é o ácido encontrado no vinagre. A equipe também avistou moléculas menos complexas na forma de gelo, incluindo metano, dióxido de enxofre, formaldeído e ácido fórmico, que é a molécula que torna as picadas de abelha dolorosas.
A detecção de dióxido de enxofre pode ser particularmente útil para entender a formação de planetas habitáveis ao redor das estrelas. Isso ocorre porque pesquisas sugeriram que esse composto, composto por enxofre e oxigênio, assim como outros compostos contendo enxofre, desempenharam um papel importante na condução de reações metabólicas na Terra primitiva.
A equipe também detectou íons negativos, que são átomos com um excesso de elétrons, nas nuvens de gás e poeira ao redor dessas proto-estrelas, o que pode ser importante para a formação de sais que ajudam a desenvolver complexidade química em altas temperaturas. A descoberta desses íons sugere que os gelos em torno dessas proto-estrelas podem ser mais complexos em composição do que se suspeitava, tornando-os alvos importantes para futuras pesquisas.
“Estamos ansiosos para seguir essa trilha astroquímica passo a passo com mais dados do JWST nos próximos anos”, concluiu Dishoeck.
