Uma equipa internacional, incluindo os astrofísicos ocidentais Els Peeters e Jan Cami, descobriu a destruição e a reforma de uma grande quantidade de água num disco de formação planetária localizado no coração da Nebulosa de Órion.



Esta descoberta foi possível graças a uma abordagem multidisciplinar original que combina observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST) e cálculos de física quântica.

O estudo, parte do programa PDRs4All Early Release Science e liderado pela Universidade Paris-Saclay Ph.D. estudante Marion Zannese, foi publicado hoje na Nature Astronomy .

PDRs4All é um dos 13 programas Early Release Science selecionados pela NASA para demonstrar as capacidades do JWST, reunindo um consórcio internacional.

"É tão impressionante que, com apenas alguns pixels de observação, e focando em algumas linhas, podemos realmente descobrir que há um oceano inteiro de água evaporando todos os meses", disse Peeters, co-investigador principal do estudo. PDRs4All e membro do corpo docente do Western's Institute for Earth and Space Exploration. "Esta descoberta foi baseada numa pequena fração dos nossos dados espectroscópicos. É emocionante que tenhamos muito mais dados para extrair e mal posso esperar para ver o que mais podemos encontrar."

A água é um ingrediente essencial para o surgimento da vida tal como é entendida atualmente. Na Terra, a maior parte da água dos nossos oceanos foi formada muito antes do nascimento do sistema solar, em regiões frias do espaço interestelar a -250°C. No entanto, uma fração desta água poderia ter sido destruída e reformada a temperaturas mais elevadas (100-500°C), quando o sistema solar ainda era apenas um disco de gás e poeira em órbita do nosso jovem sol nascente.

Para compreender esta enigmática reciclagem de água, a equipa internacional de astronomia apontou o JWST para 'd203-506', um disco de formação planetária localizado na Nebulosa de Órion, um berçário de sistemas planetários. A intensa radiação ultravioleta produzida por estrelas massivas leva à destruição e reformação da água em d203-506, tornando-a um verdadeiro laboratório interestelar.

"O telescópio James Webb é incrivelmente poderoso. Não estamos falando sobre encontrar uma agulha em um palheiro para esta descoberta. Esta é uma agulha em um palheiro feita de agulhas", disse Cami, professor de física e astronomia e membro principal do PDRs4All.

Salto quântico

Uma colaboração com especialistas em dinâmica quântica do Complexo de Comunicações do Espaço Profundo de Madrid (Espanha) e do Observatório de Leiden (Holanda) foi a chave para compreender como poderia ser observada a formação e destruição de moléculas localizadas a mais de 1.000 anos-luz de distância.

Quando a água é destruída pela luz ultravioleta, uma molécula de hidroxila é liberada, seguida pela emissão de fótons que viajam até o JWST. No total, estima-se que o equivalente a toda a água dos oceanos da Terra é destruído por mês e reabastecido no sistema d203-506.

Mas a história não termina aí. Por um mecanismo semelhante, o JWST revela que a hidroxila, um intermediário chave na formação da água, também é produzida em abundância a partir do oxigênio atômico. Parte da água que constitui os oceanos da Terra poderia ter passado por esse ciclo.

Mais informações: Marion Zannese et al, OH como uma sonda do ciclo de água quente em discos de formação de planetas, Nature Astronomy (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02203-0
Fornecido pela Universidade de Western Ontario