Ano passado, cientistas com a missão Dawn da NASA anunciaram a detecção de material orgânico - compostos à base de carbono que são componentes necessários para a vida - exposto em manchas na superfície do planeta anão Ceres. Agora, uma nova análise dos dados da Dawn por pesquisadores da Brown University sugere que esses patches podem conter uma abundância muito maior de orgânicos do que se pensava originalmente.

As evidências, publicado recentemente em Cartas de pesquisa geofísica , levantam questões intrigantes sobre como esses orgânicos chegaram à superfície de Ceres, e os métodos usados ​​no novo estudo também podem fornecer um modelo para a interpretação de dados para missões futuras, dizem os pesquisadores.

"O que este documento mostra é que você pode obter resultados realmente diferentes, dependendo do tipo de material orgânico que você usa para comparar e interpretar os dados do Ceres, "disse Hannah Kaplan, uma pesquisadora de pós-doutorado no Southwest Research Institute que liderou a pesquisa enquanto concluía seu doutorado. em Brown. "Isso é importante não só para Ceres, mas também para missões que em breve explorarão asteróides que também podem conter material orgânico. "

As moléculas orgânicas são os blocos de construção químicos para a vida. A detecção deles em Ceres não significa que a vida existe ou já existiu lá; processos não biológicos também podem dar origem a moléculas orgânicas. Mas porque a vida como a conhecemos não pode existir sem material orgânico, os cientistas estão interessados ​​em como ele é distribuído pelo sistema solar. A presença de material orgânico em Ceres levanta possibilidades intrigantes, particularmente porque o planeta anão também é rico em gelo de água, e a água é outro componente necessário para a vida.

A descoberta original de compostos orgânicos em Ceres foi feita usando o Espectrômetro Visível e Infravermelho (VIR) na nave Dawn, que entrou em órbita ao redor do planeta anão em 2015. Ao analisar os padrões nos quais a luz solar interage com a superfície - observando cuidadosamente quais comprimentos de onda são refletidos e quais são absorvidos - os cientistas podem ter uma ideia de quais compostos estão presentes em Ceres. O instrumento VIR captou um sinal consistente com moléculas orgânicas na região da cratera Ernutet no hemisfério norte de Ceres.

Para ter uma ideia inicial de quão abundantes esses compostos podem ser, a equipe de pesquisa original comparou os dados VIR de Ceres com espectros de refletância de laboratório de material orgânico formado na Terra. Com base nesse padrão, os pesquisadores concluíram que entre 6% e 10% da assinatura espectral detectada no Ceres pode ser explicada pela matéria orgânica.

Mas para esta nova pesquisa, Kaplan e seus colegas queriam reexaminar esses dados usando um padrão diferente. Em vez de confiar nas rochas da Terra para interpretar os dados, a equipe se voltou para uma fonte extraterrestre:meteoritos. Alguns meteoritos - pedaços de condrito carbonáceo que caíram na Terra após serem ejetados de asteróides primitivos - mostraram conter material orgânico ligeiramente diferente do que é comumente encontrado em nosso próprio planeta. E o trabalho de Kaplan mostra que a refletância espectral dos orgânicos extraterrestres é distinta daquela das contrapartes terrestres.

"O que descobrimos é que, se modelarmos os dados do Ceres usando orgânicos extraterrestres, que pode ser um análogo mais apropriado do que aqueles encontrados na Terra, então precisamos de muito mais matéria orgânica em Ceres para explicar a força da absorção espectral que vemos lá, "Kaplan disse." Estimamos que tanto quanto 40 a 50 por cento do sinal espectral que vemos em Ceres é explicado por orgânicos. Essa é uma grande diferença em comparação com os seis a 10 por cento relatados anteriormente com base em compostos orgânicos terrestres. "

Se a concentração de orgânicos em Ceres for realmente tão alta, levanta uma série de novas questões sobre a origem desse material. Existem duas possibilidades concorrentes de onde os orgânicos da Ceres podem ter vindo. Eles poderiam ter sido produzidos internamente em Ceres e depois expostos na superfície, ou eles poderiam ter sido lançados à superfície por um impacto de um cometa ou asteróide rico em orgânicos.

Este novo estudo sugere que, se os orgânicos foram entregues, então, as potenciais altas concentrações de orgânicos seriam mais consistentes com o impacto de um cometa do que de um asteróide. Os cometas são conhecidos por terem abundâncias internas significativamente maiores de orgânicos em comparação com asteróides primitivos, potencialmente semelhante ao número de 40 a 50 por cento que este estudo sugere para esses locais em Ceres. Contudo, o calor de um impacto provavelmente destruiria uma quantidade substancial de compostos orgânicos de um cometa, então, se tais abundâncias elevadas poderiam ou não ser explicadas por um impacto cometário permanece obscuro, dizem os pesquisadores.

A explicação alternativa, que os orgânicos se formaram diretamente em Ceres, levanta questões também. The detection of organics has so far been limited to small patches on Ceres' northern hemisphere. Such high concentrations in such small areas require an explanation.

"If the organics are made on Ceres, then you likely still need a mechanism to concentrate it in these specific locations or at least to preserve it in these spots, "disse Ralph Milliken, um professor associado do Departamento de Terra de Brown, Environmental and Planetary Sciences and a study co-author. "It's not clear what that mechanism might be. Ceres is clearly a fascinating object, and understanding the story and origin of organics in these spots and elsewhere on Ceres will likely require future missions that can analyze or return samples."

For now the researchers hope this study will be helpful in informing upcoming sample return missions to near-Earth asteroids that are also thought to host water-bearing minerals and organic compounds. The Japanese spacecraft Hayabusa2 is expected to arrive at the asteroid Ryugu in several weeks, and NASA's OSIRIS-REx mission is due to reach the asteroid Bennu in August. Kaplan is currently a science team member with the OSIRIS-REx mission.

"I think the work that went into this study, which included new laboratory measurements of important components of primitive meteorites, can provide a framework of how to better interpret data of asteroids and make links between spacecraft observations and samples in our meteorite collection, " Kaplan said. "As a new member to the OSIRIS-REx team, I'm particularly interested in how this might apply to our mission."