Rastreando a origem cósmica de moléculas orgânicas complexas com sua pegada de radiofrequência
p Cientistas japoneses encontraram evidências conclusivas da presença de uma molécula orgânica complexa particular nas regiões de nuvens de gás menos densas pela primeira vez. Crédito:Universidade de Ciência de Tóquio
p A origem da vida na Terra é um tópico que despertou a curiosidade humana, provavelmente antes do início da história registrada. Mas como a matéria orgânica que constitui as formas de vida chegou ao nosso planeta? Embora isso ainda seja um assunto de debate entre estudiosos e profissionais em áreas relacionadas, uma abordagem para responder a essa pergunta envolve encontrar e estudar moléculas orgânicas complexas (COMs) no espaço sideral. p Muitos cientistas relataram a descoberta de todos os tipos de COMs em nuvens moleculares - regiões gigantescas do espaço interestelar que contêm vários tipos de gases. Isso geralmente é feito usando radiotelescópios, que medem e registram ondas de radiofrequência para fornecer um perfil de frequência da radiação que chega, denominado espectro. As moléculas no espaço geralmente estão girando em várias direções, e eles emitem ou absorvem ondas de rádio em frequências muito específicas quando sua velocidade de rotação muda. Os modelos atuais de física e química nos permitem aproximar a composição para onde um radiotelescópio é apontado, via análise da intensidade da radiação incidente nessas frequências.
p Em um estudo recente publicado em
Avisos mensais da Royal Astronomical Society , Dr. Mitsunori Araki da Universidade de Ciência de Tóquio, junto com outros cientistas de todo o Japão, abordou uma questão difícil na busca por COMs interestelares:como podemos afirmar a presença de COMs nas regiões menos densas de nuvens moleculares? Como as moléculas no espaço são principalmente energizadas por colisões com moléculas de hidrogênio, COMs nas regiões de baixa densidade de nuvens moleculares emitem menos ondas de rádio, tornando difícil para nós detectá-los. Contudo, O Dr. Araki e sua equipe adotaram uma abordagem diferente com base em uma molécula orgânica especial chamada acetonitrila (CH
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CN).
p O radiotelescópio de 45 metros do Observatório de Rádio Nobeyama, no Japão. Crédito:Dr. Mitsunori Araki da Universidade de Ciência de Tóquio
p A acetonitrila é uma molécula alongada que tem duas formas independentes de rotação:em torno de seu eixo longo, como um pião, ou como se fosse um lápis girando em torno do seu polegar. O último tipo de rotação tende a desacelerar espontaneamente devido à emissão de ondas de rádio e, nas regiões de baixa densidade das nuvens moleculares, naturalmente torna-se menos enérgico ou "frio".
p Em contraste, o outro tipo de rotação não emite radiação e, portanto, permanece ativo sem diminuir a velocidade. Este comportamento particular da molécula de acetonitrila foi a base na qual o Dr. Araki e sua equipe conseguiram detectá-la. Ele explica:"Em regiões de baixa densidade de nuvens moleculares, a proporção de moléculas de acetonitrila girando como um pião deve ser maior. Assim, pode-se inferir que deve existir um estado extremo no qual muitos deles estariam girando dessa forma. Nossa equipe de pesquisa foi, Contudo, o primeiro a prever sua existência, selecionar corpos astronômicos que pudessem ser observados, e realmente começar a exploração. "
p Em vez de ir para as emissões de ondas de rádio, eles se concentraram na absorção de ondas de rádio. O estado frio da região de baixa densidade, se povoado por moléculas de acetonitrila, deve ter um efeito previsível sobre a radiação que se origina em corpos celestes como estrelas e passa por eles. Em outras palavras, o espectro de um corpo radiante que percebemos na Terra como estando atrás de uma região de baixa densidade seria filtrado por moléculas de acetonitrila girando como um topo de forma calculável, antes de atingir nosso telescópio na Terra. Portanto, O Dr. Araki e sua equipe tiveram que selecionar cuidadosamente os corpos radiantes que poderiam ser usados como uma luz de fundo apropriada para ver se a sombra de acetonitrila fria aparecia no espectro medido. Para este fim, eles usaram o radiotelescópio de 45 m do Observatório de Rádio Nobeyama, Japão, explorar este efeito em uma região de baixa densidade em torno da "nuvem molecular de Sagitário Sgr B2 (M), "uma das maiores nuvens moleculares nas proximidades do centro de nossa galáxia.
p Usando a absorção de ondas de rádio para detectar acetonitrila na nuvem molecular de Sgr B2 (M) no centro de nossa galáxia. Crédito:Dr. Mitsunori Araki da Universidade de Ciência de Tóquio
p Após uma análise cuidadosa dos espectros medidos, os cientistas concluíram que a região analisada era rica em moléculas de acetonitrila girando como um pião; a proporção de moléculas girando dessa maneira foi na verdade a maior já registrada. Animado com os resultados, O Dr. Araki comenta:"Considerando o comportamento especial do acetonitrila, sua quantidade na região de baixa densidade em torno de Sgr B2 (M) pode ser determinada com precisão. Como o acetonitrila é um COM representativo no espaço, conhecer sua quantidade e distribuição pelo espaço pode nos ajudar a investigar mais a fundo a distribuição geral da matéria orgânica. "
p Em última análise, este estudo pode não apenas nos dar algumas pistas sobre de onde vieram as moléculas que nos conformam, mas também servem como dados para o tempo em que os humanos conseguem se aventurar fora do sistema solar.