Metanol, um bloco de construção chave para os compostos orgânicos complexos que compõem a vida, foi detectado pela primeira vez no disco protoplanetário de um jovem, estrela distante. Essa descoberta pode ajudar os cientistas a entender melhor a química que ocorre durante a formação de um planeta que pode levar ao surgimento de vida.

Os cientistas fizeram a descoberta de metanol em torno de TW Hydrae, uma estrela com cerca de 80% da massa do nosso Sol e com cerca de 5 milhões a 10 milhões de anos. Ele representa uma versão mais jovem de como nosso sistema solar pode ter se parecido durante sua formação, há mais de 4 bilhões de anos. A cerca de 170 anos-luz de distância, TW Hydrae tem o disco protoplanetário mais próximo da Terra.

O metanol parece estar localizado em um anel com pico de 30 unidades astronômicas da estrela. (Uma unidade astronômica, ou AU, é a distância média entre a Terra e o sol, ou cerca de 93 milhões de milhas.)

Este gás metanol provavelmente veio do gelo de metanol localizado um pouco mais longe da estrela. Os cientistas detalharam suas descobertas no artigo, "Primeira detecção de metanol em fase gasosa em um disco protoplanetário, "publicou o jornal Cartas de jornal astrofísico .

"O metanol é uma molécula importante porque foi demonstrado em experimentos de gelo de laboratório ser uma matéria-prima de moléculas maiores e mais complexas, "disse a autora principal do estudo, Catherine Walsh, um astroquímico da Universidade de Leeds, na Inglaterra. "A detecção bem-sucedida de metanol em um disco protoplanetário fornece evidências convincentes de que moléculas maiores também estão presentes."

Para analisar TW Hydrae, cientistas usaram o Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) no Chile, o observatório mais poderoso até agora para analisar a química de discos protoplanetários próximos. O ALMA também pode mapear onde a poeira fria e o gás estão localizados nesses discos com resolução sem precedentes. Por exemplo, recentemente detectou lacunas nesses discos potencialmente escavados por planetas nascentes.

O metanol em discos protoplanetários é pensado para começar primeiro como gelo, formando-se por meio de reações químicas nas superfícies dos grãos de poeira. A formação de metanol é um processo que libera calor, e os grãos de poeira ajudam a absorver esse excesso de energia para estabilizar as moléculas de metanol recém-feitas, Disse Walsh. Superfícies de grãos de poeira também podem catalisar a formação de metanol, reduzindo a quantidade de energia que essas moléculas precisam para se formar.

Se o gelo de metanol em um disco protoplanetário espirar mais perto de sua estrela, a molécula volátil pode ser excitada pela radiação solar e se tornar um gás. Este gás é o que os pesquisadores agora detectaram.

Os pesquisadores sugerem que grãos de poeira de até um milímetro de largura carregados com gelo de metanol residem a 50 UA de TW Hydrae. À medida que os grãos de poeira crescem, eles atingem um tamanho em que experimentam o arrasto do gás circundante. Este arrasto desacelera os grãos de poeira, e eles se movem para dentro em direção à estrela, Disse Walsh.

Uma vez que o gelo de metanol se aproxima de TW Hydrae, torna-se gás metanol, mas os pesquisadores não acham que isso aconteça porque o gelo está esquentando, conforme sugerido por pesquisas anteriores. Em vez de, eles sugerem que outros mecanismos são responsáveis, como os raios ultravioleta da estrela. Esta descoberta pode alterar a forma como os cientistas modelam a evolução do disco protoplanetário no futuro.

O metanol é um dos maiores compostos orgânicos complexos detectados em discos protoplanetários até o momento. Além disso, é a primeira molécula orgânica de disco protoplanetário com uma origem inequívoca como gelo.

Como Walsh observou, o metanol pode servir como o bloco de construção de moléculas orgânicas maiores. Medir os níveis de metanol poderia, em princípio, lançar luz sobre as quantidades de outros compostos orgânicos que podem existir dentro do gelo, material formador de cometas orbitando estrelas, Disse Walsh. Essas moléculas orgânicas complexas podem ter ajudado a vida a surgir na Terra.

"Foi sugerido que os cometas contribuíram com alguns, se não todos, da matéria-prima orgânica para a jovem Terra necessária para iniciar ou conduzir a vida, "Walsh disse." A presença de cometas ricos em orgânicos em outros discos sugere que os ingredientes básicos para iniciar ou conduzir a vida também estão presentes nesses discos. "

Existem vários mistérios que permanecem sem solução nessas novas descobertas. Por exemplo, os níveis de gás metanol observados são, inesperadamente, tão pouco quanto 100 vezes menos do que o esperado anteriormente de modelos recentes de química de disco protoplanetário. Uma possibilidade é que os modelos superestimam a taxa na qual o gelo de metanol libera gás metanol, Disse Walsh. Outra possibilidade é que esses modelos subestimam o quanto a radiação estelar e outros fatores destroem as moléculas de metanol, ela disse.

O gás metanol "também está em uma região diferente do disco do que o previsto em modelos anteriores, que continua sendo um quebra-cabeça, "Walsh disse." Estamos trabalhando muito tentando entender este quebra-cabeça, e novos dados do ALMA, que estará em andamento em 2017, vai nos ajudar a fazer isso. "

Future research will also hunt for methanol in other nearby protoplanetary disks, and for larger organic molecules in all these disks, Walsh said.

Esta história foi republicada como cortesia da Revista Astrobiologia da NASA. Explore a Terra e muito mais em www.astrobio.net.