Poeira de Estrelas, Não: Somos Filhos do Espaço Profundo

 Filhos do espaço profundo

O astrofísico Carl Sagan gostava muito da frase "Somos feitos de poeira de estrelas", que já era falada bem antes dele, referindo-se ao fato de que os elementos químicos foram e são formados nessas fornalhas cósmicas e em suas explosões. 

As duas descobertas - uma em laboratório e outra no espaço (na região mostrada nesta imagem) - contam com a participação de cientistas brasileiros. [Imagem: NASA/ESA/CSA/W. Rocha (Leiden University)]

Mas talvez haja uma verdade mais precisa nessa expressão. Quando se trata de estudar a vida, os cientistas trabalham tipicamente com a origem da vida aqui na Terra, mas a origem da vida fora da Terra é uma hipótese que não pode ser descartada.

Menos ainda o é a possibilidade de que os blocos fundamentais, que mais tarde viriam se juntar para formar os primeiros seres vivos, tenham-se originado no espaço.

Dando suporte a essa linha de pesquisas, uma equipe internacional, com participação de dois cientistas brasileiros, acaba de descobrir como algumas moléculas cruciais para a vida podem se formar no espaço, o que poderá reforçar a linha de pesquisa que associa a origem da vida na Terra a corpos vindos do espaço, como cometas e asteroides - essa hipótese é conhecida como panspermia.

Enquanto isso, outra equipe usou o telescópio James Webb para flagrar diretamente no espaço moléculas orgânicas complexas, como o nosso conhecido etanol.

Moléculas aromáticas

As moléculas aromáticas formaram-se em diferentes condições espaciais, incluindo a lua Titã. [Imagem: Zhenghai Yang et al. - 10.1038/s41550-024-02267-y]

Substâncias conhecidas como moléculas aromáticas portadoras de nitrogênio são importantes em muitas áreas da química e da biologia. Moléculas aromáticas são encontradas em biomoléculas importantes, como aminoácidos, ácidos nucleicos (DNA e RNA) e vitaminas. Elas também servem como blocos de construção para uma ampla gama de compostos químicos, incluindo produtos farmacêuticos, corantes, plásticos e produtos naturais.

Usando feixes moleculares, a primeira equipe recriou em laboratório as condições observadas na Nuvem Molecular de Touro, uma região densa de gás e poeira interestelar localizada na constelação de Touro, onde novas estrelas estão se formando ativamente, e da atmosfera de Titã, a maior lua de Saturno, que tem similaridades com as condições da Terra primordial devido à sua composição rica em nitrogênio e à presença de metano.

Os experimentos mostraram a emergência de unidades estruturais fundamentais de moléculas aromáticas, oferecendo novos caminhos para a compreensão de como os blocos de construção do DNA e do RNA podem ter-se formado no espaço. Esta é uma conclusão de longo alcance, já que nos diz que os ingredientes da vida podem ter-se originado - e continuam se formando - por toda a galáxia. 

"O estudo sugere que moléculas aromáticas contendo nitrogênio - piridina, piridinil e (iso)quinolina - podem ter sido sintetizadas em ambientes que os cientistas estão realmente aprimorando devido às suas similaridades com a Terra", disse o professor Ralf Kaiser, da Universidade do Havaí em Manoa.

 "Compreender como essas moléculas se formam é vital para desvendar os mistérios das origens da vida. Descobertas como esta podem ter implicações futuras, inclusive para aplicações práticas não apenas em biotecnologia e biologia sintética, mas também em ciências da combustão."

A pesquisa contou com a participação dos professores Paulo Velloso, Márcio Alves e Breno Galvão, do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG), em Belo Horizonte.

 Este gráfico mostra o espectro de uma das duas protoestrelas, IRAS 2A. Inclui as impressões digitais de acetaldeído, etanol, metilformato e provavelmente ácido acético, na fase sólida. Estas e outras moléculas detectadas representam ingredientes-chave para criar mundos potencialmente habitáveis. [Imagem: NASA/ESA/CSA/Leah Hustak (STScI)]

Moléculas orgânicas complexas 

Outro brasileiro, Will Rocha, atualmente da Universidade de Leiden, nos Países Baixos, liderou outra equipe que fez outra descoberta igualmente marcante, mas desta vez em termos de observações diretas no espaço.

Usando o telescópio espacial James Webb, a equipe detectou a assinatura química inequívoca de pelo menos três moléculas orgânicas complexas: Etanol, álcool etílico e metanoato de metila. Os compostos foram localizados nas estrelas IRAS 2A e IRAS 23385, a primeira a 975 anos-luz da Terra e a segunda a 16 mil anos-luz. As condições de ambas podem ser comparadas aos primórdios do nosso Sistema Solar.

O etanol (CH3CH2OH) é o mesmo usado como combustível, além de ser o álcool etílico presente em bebidas como cerveja, vinho e outras. O acetaldeído (CH3CHO) é formado no corpo humano pela quebra do etanol, sendo um dos agentes responsáveis pela sensação de ressaca. O metanoato de metila (CH3OCHO) é usado como solvente do acetato de celulose e inseticida.

"Esta descoberta contribui para uma das questões mais antigas da astroquímica," disse Will Rocha. "Qual é a origem das moléculas orgânicas complexas, ou COMs [Complex Organic Molecules], no espaço? Elas são formadas na fase gasosa ou em gelos? A detecção de COMs em gelos sugere que as reações químicas em fase sólida nas superfícies dos grãos de poeira fria podem construir tipos complexos de moléculas."

Já havia indícios experimentais em laboratório da possibilidade de formação dessas moléculas orgânicas complexas no espaço, mas esta é a primeira prova observacional de sua ocorrência. O fato de estarem em fase sólida - inseridas em gelos no frio do espaço - mostra que sua chance de sobrevivência é muito maior do que se estivessem na forma de gases. Assim, ao menos teoricamente, existe a possibilidade de que elas venham a fazer parte de corpos celestes que caem em planetas, eventualmente servindo como blocos de construção para o surgimento de vida.

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