Graças ao poder de observação do Telescópio Espacial James Webb (JWST), moléculas orgânicas complexas e congeladas foram descobertas pela primeira vez em torno de protoestrelas jovens em galáxias além da nossa.
Astrônomos liderados por Marta Sewiło, da Universidade de Maryland, usaram João OesteO Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) detecta inúmeras moléculas orgânicas complexas (COMs) no gelo que circunda os grãos de poeira que circundam a massiva protoestrela ST6. Grande Nuvem de Magalhães (LMC), que é uma estrela anã próxima galáxia Aproximadamente 163.000 anos-luz deixar. Os COMs são classificados como moléculas contendo carbono contendo mais de seis átomos, e muitos COMs são precursores químicos dos blocos de construção da vida como a conhecemos.
O JWST também descobriu pelo menos 14 outros COMs, mas até agora Sewiło e os seus colegas não conseguiram confirmar as suas identidades.
“Nós apenas começamos a explorar a dependência da química orgânica complexa neste ambiente”, disse-nos Sevivo Rede Espacial em uma entrevista.
JWST alcança novo avanço na pesquisa de química ambiental Estrela Então, os planetas se formam.
As estrelas formam-se quando grandes nuvens de gás molecular frio começam a fragmentar-se e a colapsar, criando núcleos densos a partir dos quais as estrelas começam a coalescer. Inicialmente, esses núcleos são frios, com temperaturas abaixo de 100 Kelvin (ou seja, 100 graus acima do zero absoluto), e existem moléculas complexas na forma de gelo nos grãos de poeira. Só mais tarde, quando o núcleo fica mais quente, é que o gelo sublima e libera o COM na forma de gás.
No entanto, o COM na fase gasosa foi detectado várias vezes em torno de estrelas jovens em ambas as galáxias. Via Láctea E a Grande Nuvem de Magalhães – por exemplo, metanol e formato de metilo foram anteriormente encontrados na fase gasosa em torno da protoestrela GNM – onde eram difíceis de detectar na fase inicial, fria e gelada.
“O JWST foi capaz de detectar gelo COM, mas até agora detectámos gelo COM de apenas quatro protoestrelas na Via Láctea e apenas uma na GNM – ST6,” disse Sewiło.
Ao detectar o COM no seu estado congelado, os astrónomos podem aprender como evoluiu quimicamente o material que rodeia a protoestrela durante as fases iniciais da formação estelar.
A sua presença em torno de uma protoestrela jovem e massiva na Grande Nuvem de Magalhães também é interessante, dadas as diferentes condições lá em comparação com a nossa própria Galáxia. A GNM partilha propriedades com as galáxias que existiam no nascimento. O universo é muito mais jovemou seja, a abundância de elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio é menor e o campo de radiação ultravioleta é mais forte. A falta de elementos pesados pode afetar a abundância de COM, enquanto a radiação UV pode afetar a taxa de reações químicas.
Portanto, compreender a química orgânica da Grande Nuvem de Magalhães também pode ajudar-nos a compreender a química orgânica do universo primitivo, especialmente quanto tempo demorou para os blocos de construção da vida se formarem. Isso poderia ajudar a limitar o tempo que a vida leva para se formar teoricamente. universo.
A falta de elementos pesados na LMC parece afetar a abundância de COM em torno de ST6.
“A abundância de gelo COM em relação ao gelo de água que medimos no ST6 foi inferior às abundâncias de todos os COM medidos para as quatro protoestrelas da Via Láctea, como esperado, exceto para o acetato,” disse Sewiło. “O excesso de gelo de acetato pode ser resultado de um maior fluxo ultravioleta na Grande Região de Magalhães.”
Pelo menos 14 linhas de absorção desconhecidas no espectro ST6 podem ser glicolaldeído, um precursor químico da ribose, um bloco de construção da molécula de RNA.
“Encontramos evidências de que algumas características de absorção não identificadas podem ser atribuídas ao glicolaldeído, mas a detecção permanece inconclusiva, pois são necessários mais espectros laboratoriais para verificá-la,” disse Sewiło, aludindo à comparação do espectro da estrela com o de diferentes moléculas recolhidas em condições laboratoriais para determinar quais linhas de absorção pertencem a quais COMs.
“Pode haver mais COM presente no gelo que rodeia o ST6, e os nossos resultados destacam a necessidade de mais experiências laboratoriais”.
À medida que a protoestrela evolui e aquece, o gelo nos grãos de poeira mais próximos da estrela sublimará e o COM entrará na fase gasosa, como detectado anteriormente.
Na fase gasosa, a radiação ultravioleta da protoestrela e do ambiente mais amplo desencadeia mais reações químicas, “produzindo moléculas maiores e mais complexas, importantes para a vida, como propanol e propionaldeído, e possivelmente aminoácidos, mas ainda não os detectamos em ST6”, disse Sewiło.
No entanto, os aminoácidos são encontrados em nossos cometas e meteoritos sistema solar. Os cometas e os meteoritos são corpos celestes antigos, formados há 4,5 mil milhões de anos, quando sol é uma protoestrela. Isto significa que os aminoácidos são o resultado final de uma via de reação química que começa com o tipo de COM encontrado em torno de ST6.
O estudo foi publicado em 20 de outubro Comunicações do Jornal Astrofísico.
