Caros Leitores;
Descoberta pode oferecer pistas sobre o papel do carbono na formação de planetas e estrelas.
Acredita-se que grande parte do carbono no espaço exista na forma de grandes moléculas chamadas hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs). Desde a década de 1980, evidências circunstanciais indicam que essas moléculas são abundantes no espaço, mas elas não foram observadas diretamente.
Agora, uma equipe de pesquisadores liderada pelo professor assistente do MIT Brett McGuire identificou dois PAHs distintos em um pedaço do espaço chamado Nuvem Molecular de Touro (TMC-1). Acreditava-se que os PAHs se formavam eficientemente apenas em altas temperaturas — na Terra, eles ocorrem como subprodutos da queima de combustíveis fósseis e também são encontrados em marcas de carvão em alimentos grelhados. Mas a nuvem interestelar onde a equipe de pesquisa os observou ainda não começou a formar estrelas, e a temperatura está cerca de 10 graus acima do zero absoluto.
Essa descoberta sugere que essas moléculas podem se formar em temperaturas muito mais baixas do que o esperado e pode levar os cientistas a repensar suas suposições sobre o papel da química dos HAP na formação de estrelas e planetas, dizem os pesquisadores.
“O que torna a detecção tão importante é que não apenas confirmamos uma hipótese que levou 30 anos para ser elaborada, mas agora podemos observar todas as outras moléculas nesta fonte e perguntar como elas estão reagindo para formar os HAPs que estamos vendo, como os HAPs que estamos vendo podem reagir com outras coisas para possivelmente formar moléculas maiores e quais implicações isso pode ter para nossa compreensão do papel de moléculas de carbono muito grandes na formação de planetas e estrelas”, diz McGuire, que é um dos autores sênior do novo estudo.
Michael McCarthy, diretor associado do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, é outro autor sênior do estudo, que aparece hoje na Science . A equipe de pesquisa também inclui cientistas de várias outras instituições, incluindo a University of Virginia, o National Radio Astronomy Observatory e o Goddard Space Flight Center da NASA.
Sinais distintivos
A partir da década de 1980, astrônomos têm usado telescópios para detectar sinais infravermelhos que sugeriam a presença de moléculas aromáticas, que são moléculas que tipicamente incluem um ou mais anéis de carbono. Acredita-se que cerca de 10 a 25 por cento do carbono no espaço seja encontrado em PAHs, que contêm pelo menos dois anéis de carbono, mas os sinais infravermelhos não eram distintos o suficiente para identificar moléculas específicas.
“Isso significa que não podemos nos aprofundar nos mecanismos químicos detalhados de como eles são formados, como eles reagem entre si ou com outras moléculas, como eles são destruídos e todo o ciclo do carbono ao longo do processo de formação de estrelas e planetas e, eventualmente, da vida”, diz McGuire.
Embora a radioastronomia tenha sido um cavalo de batalha da descoberta molecular no espaço desde a década de 1960, radiotelescópios poderosos o suficiente para detectar essas grandes moléculas existem há apenas um pouco mais de uma década. Esses telescópios podem captar os espectros rotacionais das moléculas, que são padrões distintos de luz que as moléculas emitem enquanto caem pelo espaço. Os pesquisadores podem então tentar combinar os padrões observados no espaço com os padrões que eles viram dessas mesmas moléculas em laboratórios na Terra.
“Uma vez que você tem essa correspondência de padrão, você sabe que não há nenhuma outra molécula existente que poderia estar emitindo esse espectro exato. E a intensidade das linhas e a força relativa das diferentes partes do padrão lhe dizem algo sobre quanto da molécula há, e quão quente ou fria a molécula é”, diz McGuire.
McGuire e seus colegas têm estudado o TMC-1 por vários anos porque observações anteriores revelaram que ele é rico em moléculas complexas de carbono. Alguns anos atrás, um membro da equipe de pesquisa observou indícios de que a nuvem contém benzonitrila — um anel de seis carbonos ligado a um grupo nitrila (carbono-nitrogênio).
Os pesquisadores então usaram o Telescópio Green Bank, o maior radiotelescópio orientável do mundo, para confirmar a presença de benzonitrila. Em seus dados, eles também encontraram assinaturas de duas outras moléculas — os PAHs relatados neste estudo. Essas moléculas, chamadas 1-cianonaftaleno e 2-cianonaftaleno, consistem em dois anéis de benzeno fundidos, com um grupo nitrila ligado a um anel.
“Detectar essas moléculas é um grande salto à frente na astroquímica. Estamos começando a conectar os pontos entre pequenas moléculas — como benzonitrila — que são conhecidas por existirem no espaço, aos PAHs monolíticos que são tão importantes na astrofísica”, diz Kelvin Lee, um pós-doutorado do MIT que é um dos autores do estudo.
A descoberta dessas moléculas no TMC-1 frio e sem estrelas sugere que os PAHs não são apenas subprodutos de estrelas moribundas, mas podem ser formados a partir de moléculas menores.
“No lugar onde os encontramos, não há nenhuma estrela, então ou eles estão sendo construídos no lugar ou são sobras de uma estrela morta”, diz McGuire. “Achamos que é provavelmente uma combinação dos dois — a evidência sugere que não é nem um caminho nem o outro exclusivamente. Isso é novo e interessante porque realmente não havia nenhuma evidência observacional para esse caminho de baixo para cima antes.”
Química do carbono
O carbono desempenha um papel crítico na formação de planetas, então a sugestão de que os PAHs podem estar presentes mesmo em regiões frias e sem estrelas do espaço pode levar os cientistas a repensar suas teorias sobre quais produtos químicos estão disponíveis durante a formação de planetas, diz McGuire. Conforme os PAHs reagem com outras moléculas, eles podem começar a formar grãos de poeira interestelar, que são as sementes de asteroides e planetas.
“Precisamos repensar completamente nossos modelos de como a química está evoluindo, começando por esses núcleos sem estrelas, para incluir o fato de que eles estão formando essas grandes moléculas aromáticas”, diz ele.
McGuire e seus colegas agora planejam investigar mais a fundo como esses PAHs se formaram e que tipos de reações eles podem sofrer no espaço. Eles também planejam continuar escaneando o TMC-1 com o poderoso Telescópio Green Bank. Uma vez que eles tenham essas observações da nuvem interestelar, os pesquisadores podem tentar combinar as assinaturas que eles encontram com os dados que eles geram na Terra, colocando duas moléculas em um reator e explodindo-as com quilovolts de eletricidade, quebrando-as em pedaços e deixando-as se recombinar. Isso pode resultar em centenas de moléculas diferentes, muitas das quais nunca foram vistas na Terra.
“Precisamos continuar a ver quais moléculas estão presentes nesta fonte interestelar, porque quanto mais sabemos sobre o inventário, mais podemos começar a tentar conectar as peças desta rede de reações”, diz McGuire.
A pesquisa foi financiada pela NASA, pelo Instituto Smithsonian, pela National Science Foundation, pela Fundação Alexander von Humboldt e pelo programa de pesquisa e inovação Horizonte 2020 da União Europeia.
Para saber mais, acesse o link
Fonte: MIT News / Escritório de Notícias do MIT
ttps://news.mit.edu/2021/space-complex-carbon-molecules-0318
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