Os cientistas que trabalham com o Telescópio Espacial Hubble descobriram uma molécula muito complexa no espaço. Chamados de Buckyballs, em homenagem ao renomado pensador Buckminster Fuller, eles são um arranjo molecular de 60 átomos de carbono (C60) na forma áspera de uma bola de futebol. Embora não seja a primeira vez que essas moléculas exóticas são vistas no espaço, é a primeira vez que íons de Buckyball são encontrados.
As Buckyballs (também conhecidas como Buckminsterfullerenes) foram encontradas no Meio Interestelar (ISM), a matéria difusa e a radiação que existe entre os sistemas solares. Como o ISM é o tipo de matéria fundamental da qual as estrelas e os planetas acabam se formando, os astrônomos estão realmente interessados nela. A compreensão do conteúdo do ISM lança luz sobre a ascensão de estrelas, planetas e, eventualmente, a própria vida.
“Nossa confirmação de C60+ mostra como a astroquímica complexa pode obter, mesmo na menor densidade, os ambientes mais irradiados por ultravioleta na galáxia. ”
Martin Cordiner, Autor Principal, Goddard Space Flight Center
A equipe por trás dessa descoberta publicou suas descobertas no Astrophysical Journal Letters em 22 de abril de 2019. O artigo chama-se "Confirmando o C60 + interestelar usando o telescópio espacial Hubble". O principal autor é Martin Cordiner, da Universidade Católica da América, estacionado no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.
Na Terra, os cientistas encontraram o C60 +, mas é raro. Eles o encontraram em rochas e minerais e também em fuligem gerada pela combustão em alta temperatura. Encontrar a forma ionizada (carregada eletricamente) de C60 + no ISM é surpreendente, porque é um ambiente tão hostil.
O C60 + no espaço é ionizado por estrelas. A luz ultravioleta das estrelas retira um elétron do C60, que deixa a molécula com uma carga positiva. Encontrar essas moléculas de carbono complexas no espaço é um passo em direção a um catálogo mais completo da matéria no meio interestelar.
Vida: A Complexidade Química Final
"O ISM difuso foi historicamente considerado um ambiente muito severo e tênue para a abundância apreciável de moléculas grandes", disse o principal autor Cordiner em um comunicado à imprensa. “Antes da detecção de C60, as maiores moléculas conhecidas no espaço tinham apenas 12 átomos de tamanho. Nossa confirmação de C60+ mostra como a astroquímica complexa pode obter, mesmo na menor densidade, os ambientes mais irradiados por ultravioleta na galáxia. ”
"De certa forma, a vida pode ser pensada como a última palavra em complexidade química."
Martin Cordiner, Autor Principal, Goddard Space Flight Center
O carbono é a chave da vida, até onde sabemos. É abundante e pode formar compostos únicos e diversos. O carbono pode formar grandes moléculas chamadas polímeros, a temperaturas comuns da Terra. Os polímeros são uma família de moléculas com uma ampla gama de propriedades que desempenham papéis importantes nos tecidos vivos, como proteínas e DNA. É difícil imaginar a vida sem carbono.
Como a vida é baseada em moléculas portadoras de carbono, encontrar moléculas de carbono complexas como C60 + no espaço é uma descoberta intrigante. "De certa forma, a vida pode ser considerada a última palavra em complexidade química", disse Cordiner. “A presença de C60 demonstra inequivocamente um alto nível de complexidade química intrínseca aos ambientes espaciais e aponta para uma forte probabilidade de outras moléculas extremamente complexas, portadoras de carbono, surgirem espontaneamente no espaço ".
A chave para encontrar o C60 + no ISM é o que é chamado de Bandas interestelares difusas (BID).
Os materiais primários no ISM são os suspeitos usuais: hidrogênio e hélio. Mas existem muitas outras moléculas complexas não identificadas no ISM, e a única maneira de encontrá-las é estudar a luz das estrelas que passa por elas.
Diferentes elementos e compostos no ISM podem bloquear ou absorver certos comprimentos de onda da luz das estrelas. Usando a espectrometria, os cientistas podem dividir a luz em seus diferentes comprimentos de onda e examiná-la. Ao fazer isso, eles podem detectar com precisão quais comprimentos de onda estão ausentes e deduzir os produtos químicos responsáveis.
No ISM, isso pode ser difícil. Lá fora, os padrões de absorção revelados pela espectrometria cobrem uma faixa muito mais ampla de luz, algumas das quais são completamente diferentes das vistas na Terra. Esses padrões são chamados de bandas interestelares difusas e foram descobertos em 1922 pela astrônoma americana Mary Lea Heger.
O problema é que, para identificar a natureza de um DIB no espaço, ele precisa ser comparado com o visto em laboratório. Mas existem milhões de estruturas moleculares diferentes e seus DIBs associados, portanto, levaria uma vida útil para identificar todos eles.
“Hoje, mais de 400 DIBs são conhecidos, mas (além dos poucos recém-atribuídos a C60+), nenhum foi identificado conclusivamente ”, afirmou Cordiner. “Juntos, a aparência dos DIBs indica a presença de uma grande quantidade de moléculas ricas em carbono no espaço, algumas das quais podem eventualmente participar da química que dá vida à vida. No entanto, a composição e as características deste material permanecerão desconhecidas até que os DIBs restantes sejam atribuídos. ”
Os cientistas passaram décadas tentando encontrar correspondências precisas de laboratório para DIBs.
O Venerável Hubble Mancha Buckyballs
É aqui que entra o venerável Telescópio Espacial Hubble.
A equipe por trás dessa nova pesquisa comparou os padrões de absorção de C60 + no laboratório com DIBs que o Hubble observou no meio interestelar. O trabalho do laboratório DIB foi realizado por outra equipe da Universidade de Basileia, na Suíça. O Hubble conseguiu observar os dados de absorção do C60 + de sua posição em órbita, onde o vapor de água na atmosfera da Terra não pode bloqueá-lo. Mesmo assim, a equipe teve que empurrar o telescópio espacial além de seus limites de sensibilidade.
A descoberta de íons Buckyball no espaço levou a equipe a buscar mais. O pensamento continua: se essas moléculas de carbono complexas estão presentes no ISM, existem outras? Para descobrir, é necessário mais trabalho de laboratório com outras moléculas de carbono complexas, para identificar seus DIBs, para que possam corresponder a futuras observações do ISM.
Por enquanto, a equipe por trás deste estudo quer continuar procurando Buckyballs no espaço, para ver como elas são comuns. O autor principal, Cordiner, acha que, com base em suas descobertas até agora, o C60 + está espalhado na galáxia.
O que isso significa para a aparência e evolução da vida na Terra e em outros lugares está no ar, mas é uma linha intrigante de investigação.
Fontes:
- Comunicado de imprensa: Hubble encontra minúsculas “bolas de futebol elétricas” no espaço e ajuda a resolver mistérios interestelares
- Artigo: Confirmando o C60 + interestelar usando o telescópio espacial Hubble
- Entrada da Wikipedia: Meio Interestelar
- Entrada da Wikipedia: Carbono
