Caros Leitores;
A descoberta de derivados de pireno em uma nuvem interestelar distante pode ajudar a revelar como nosso próprio Sistema Solar se formou.
Uma equipe liderada por pesquisadores do MIT descobriu que uma nuvem interestelar distante contém uma abundância de pireno, um tipo de molécula grande que contém carbono, conhecida como hidrocarboneto aromático policíclico (HAP).
A descoberta de pireno nessa nuvem distante, que é semelhante à coleção de poeira e gás que eventualmente se tornou nosso próprio sistema solar, sugere que o pireno pode ter sido a fonte de grande parte do carbono em nosso Sistema Solar. Essa hipótese também é apoiada por uma descoberta recente de que amostras retornadas do asteroide Ryugu, próximo à Terra, contêm grandes quantidades de pireno.
“Uma das grandes questões na formação de estrelas e planetas é: Quanto do inventário químico daquela nuvem molecular inicial é herdado e forma os componentes básicos do Sistema Solar? O que estamos observando é o início e o fim, e eles estão mostrando a mesma coisa. Essa é uma evidência bastante forte de que esse material da nuvem molecular inicial encontra seu caminho para o gelo, poeira e corpos rochosos que compõem nosso sistema solar”, diz Brett McGuire, professor assistente de química no MIT.
Devido à sua simetria, o pireno em si é invisível às técnicas de radioastronomia que foram usadas para detectar cerca de 95 por cento das moléculas no espaço. Em vez disso, os pesquisadores detectaram um isômero de cianopireno, uma versão de pireno que reagiu com cianeto para quebrar sua simetria. A molécula foi detectada em uma nuvem distante conhecida como TMC-1, usando o Telescópio Green Bank de 100 metros (GBT), um radiotelescópio no Observatório Green Bank em West Virginia.
McGuire e Ilsa Cooke, professora assistente de química na University of British Colombia, são as autoras seniores de um artigo descrevendo as descobertas, que aparece hoje na Science . Gabi Wenzel, uma pós-doutoranda do MIT no grupo de McGuire, é a autora principal do estudo.
Carbono no espaço
Acredita-se que os PAHs, que contêm anéis de átomos de carbono fundidos, armazenam de 10 a 25 por cento do carbono que existe no espaço. Mais de 40 anos atrás, cientistas usando telescópios infravermelhos começaram a detectar características que se acredita pertencerem a modos vibracionais de PAHs no espaço, mas essa técnica não conseguiu revelar exatamente quais tipos de PAHs estavam lá.
“Desde que a hipótese dos HAP foi desenvolvida na década de 1980, muitas pessoas aceitaram que os HAPs estão no espaço, e eles foram encontrados em meteoritos, cometas e amostras de asteroides, mas não podemos realmente usar a espectroscopia infravermelha para identificar inequivocamente os HAPs individuais no espaço”, diz Wenzel.
Em 2018, uma equipe liderada por McGuire relatou a descoberta de benzonitrila — um anel de seis carbonos ligado a um grupo nitrila (carbono-nitrogênio) — no TMC-1. Para fazer essa descoberta, eles usaram o GBT, que pode detectar moléculas no espaço por seus espectros rotacionais — padrões distintos de luz que as moléculas emitem conforme caem pelo espaço. Em 2021, sua equipe detectou os primeiros PAHs individuais no espaço: dois isômeros de cianonaftaleno, que consiste em dois anéis fundidos, com um grupo nitrila ligado a um anel.
Na Terra, os PAHs ocorrem comumente como subprodutos da queima de combustíveis fósseis, e também são encontrados em marcas de carvão em alimentos grelhados. Sua descoberta em TMC-1, que tem apenas cerca de 10 kelvins, sugeriu que também pode ser possível que eles se formem em temperaturas muito baixas.
O fato de que PAHs também foram encontrados em meteoritos, asteroides e cometas levou muitos cientistas a levantar a hipótese de que os PAHs são a fonte de grande parte do carbono que formou nosso próprio Sistema Solar. Em 2023, pesquisadores no Japão encontraram grandes quantidades de pireno em amostras retornadas do asteroide Ryugu durante a missão Hayabusa2, junto com PAHs menores, incluindo naftalina.
Essa descoberta motivou McGuire e seus colegas a procurar pireno em TMC-1. O pireno, que contém quatro anéis, é maior do que qualquer outro PAH que foi detectado no espaço. Na verdade, é a terceira maior molécula identificada no espaço, e a maior já detectada usando radioastronomia.
Antes de procurar essas moléculas no espaço, os pesquisadores primeiro tiveram que sintetizar o cianopireno no laboratório. O grupo ciano ou nitrila é necessário para que a molécula emita um sinal que um radiotelescópio possa detectar. A síntese foi realizada pelo pós-doutorado do MIT Shuo Zhang no grupo de Alison Wendlandt, professora associada de química do MIT.
Em seguida, os pesquisadores analisaram os sinais que as moléculas emitem em laboratório, que são exatamente os mesmos sinais que elas emitem no espaço.
Usando o GBT, os pesquisadores encontraram essas assinaturas por todo o TMC-1. Eles também descobriram que o cianopireno é responsável por cerca de 0,1 por cento de todo o carbono encontrado na nuvem, o que parece pequeno, mas é significativo quando se considera os milhares de tipos diferentes de moléculas contendo carbono que existem no espaço, diz McGuire.
“Embora 0,1 por cento não pareça um número grande, a maior parte do carbono está presa no monóxido de carbono (CO), a segunda molécula mais abundante no Universo, além do hidrogênio molecular. Se deixarmos o CO de lado, um em cada poucas centenas de átomos de carbono restantes está no pireno. Imagine as milhares de moléculas diferentes que estão lá fora, quase todas com muitos átomos de carbono diferentes, e uma em algumas centenas está no pireno”, diz ele. “Essa é uma abundância absolutamente enorme. Um sumidouro de carbono quase inacreditável. É uma ilha interestelar de estabilidade”.
Ewine van Dishoeck, professor de astrofísica molecular no Observatório de Leiden, na Holanda, chamou a descoberta de “inesperada e emocionante”.
“Ele se baseia em suas descobertas anteriores de moléculas aromáticas menores, mas dar o salto agora para a família dos pirenos é enorme. Não apenas demonstra que uma fração significativa de carbono está presa nessas moléculas, mas também aponta para diferentes rotas de formação de aromáticos do que foram consideradas até agora”, diz van Dishoeck, que não estava envolvido na pesquisa.
Uma abundância de pireno
Nuvens interestelares como TMC-1 podem eventualmente dar origem a estrelas, à medida que aglomerados de poeira e gás se unem em corpos maiores e começam a esquentar. Planetas, asteroides e cometas surgem de parte do gás e da poeira que cercam estrelas jovens. Os cientistas não conseguem olhar para trás no tempo para a nuvem interestelar que deu origem ao nosso próprio Sistema Solar, mas a descoberta de pireno em TMC-1, juntamente com a presença de grandes quantidades de pireno no asteroide Ryugu, sugere que o pireno pode ter sido a fonte de grande parte do carbono em nosso próprio Sistema Solar.
“Agora temos, eu me arriscaria a dizer, a evidência mais forte já vista dessa herança molecular direta, desde a nuvem fria até as rochas reais do sistema solar”, diz McGuire.
Os pesquisadores agora planejam procurar moléculas de PAH ainda maiores em TMC-1. Eles também esperam investigar a questão de se o pireno encontrado em TMC-1 foi formado dentro da nuvem fria ou se chegou de outro lugar no universo, possivelmente dos processos de combustão de alta energia que cercam estrelas moribundas.
A pesquisa foi financiada em parte pelo Prêmio Jovem Pesquisador da Fundação Beckman, pelo Schmidt Futures, pela Fundação Nacional de Ciências dos EUA, pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Naturais e Engenharia do Canadá, pelo Centro Goddard de Astrobiologia e pelo Programa de Financiamento Interno para Cientistas da Divisão de Ciências Planetárias da NASA.
Para saber mais, acesse o link
Fonte: MIT News / Notícias do MIT / Publicação 24/10/2024
https://news.mit.edu/2024/scientists-discover-molecules-store-carbon-in-space-1024
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
Acesse, o link da Livraria> https://www.orionbook.com.br/
Page: http://econo-economia.blogspot.com
Page: http://pesqciencias.blogspot.com.br
Page: http://livroseducacionais.blogspot.com.br
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
e-mail: cabralhelio@hotmail.com
Nenhum comentário:
Postar um comentário