O Telescópio Espacial James Webb da NASA identificou ingredientes químicos essenciais para a vida em torno de duas protoestrelas jovens, sugerindo os processos que podem levar a mundos habitáveis. Crédito: SciTechDaily.com
Os astrônomos identificaram compostos gelados feitos de moléculas orgânicas complexas, como álcool e provavelmente acético. ácidousando o instrumento MIRI de Webb, que foi gerenciado através do lançamento por JPL.
O que margaritas, vinagre e picadas de formiga têm em comum? Eles contêm ingredientes químicos que NASAde Telescópio Espacial James Webb identificou duas protoestrelas jovens conhecidas como IRAS 2A e IRAS 23385. Embora os planetas ainda não estejam se formando em torno dessas estrelas, essas e outras moléculas detectadas lá por Webb representam ingredientes-chave para a criação de mundos potencialmente habitáveis.
Uma equipe internacional de astrônomos usou o MIRI (Instrumento de Infravermelho Médio) de Webb para identificar uma variedade de compostos gelados feitos de moléculas orgânicas complexas como etanol (álcool) e provavelmente ácido acético (um ingrediente do vinagre). Este trabalho baseia-se em detecções anteriores de Webb de diversos gelos em uma nuvem molecular fria e escura.
Esta imagem foi obtida pelo Mid-InfraRed Instrument (MIRI) de Webb de uma região paralela à massiva protoestrela conhecida como IRAS23385.
IRAS 2A e IRAS23385 (não visíveis nesta imagem) foram alvos de um esforço de pesquisa recente de uma equipe internacional de astrônomos que usou Webb para descobrir que os ingredientes-chave para criar mundos potencialmente habitáveis estão presentes em protoestrelas em estágio inicial, onde os planetas não ainda formado.
Com a resolução espectral e sensibilidade sem precedentes do MIRI, o programa JOYS+ (James Webb Observations of Young ProtoStars) identificou individualmente moléculas orgânicas que foram confirmadas como presentes em gelos interestelares. Isto inclui a detecção robusta de acetaldeído, etanol, formato de metila e provavelmente ácido acético, na fase sólida.
Crédito: ESA/Webb, NASA, CSA, W. Rocha et al. (Universidade de Leiden)
Qual é a origem das moléculas orgânicas complexas (COMs)?
Como vários COMs, incluindo aqueles detectados na fase sólida nesta pesquisa, foram previamente detectados na fase gasosa quente, acredita-se agora que sejam originados da sublimação de gelos. Sublimação é passar diretamente de sólido para gasoso sem se tornar líquido. Portanto, a detecção de COMs em gelos deixa os astrónomos esperançosos quanto a uma melhor compreensão das origens de outras moléculas ainda maiores no espaço.
Os cientistas também estão interessados em explorar até que ponto estes COMs são transportados para planetas em fases muito posteriores da evolução protoestelar. Acredita-se que os COMs em gelos frios sejam mais fáceis de transportar das nuvens moleculares para os discos de formação de planetas do que as moléculas gasosas quentes. Estes COMs gelados podem, portanto, ser incorporados em cometas e asteróides, que por sua vez podem colidir com planetas em formação, fornecendo os ingredientes para que a vida possa florescer.
A equipe científica também detectou moléculas mais simples, incluindo ácido fórmico (que causa a sensação de queimação causada por uma picada de formiga), metano, formaldeído e dióxido de enxofre. A pesquisa sugere que compostos contendo enxofre, como o dióxido de enxofre, desempenharam um papel importante na condução de reações metabólicas na Terra primitiva.
Uma equipe internacional de cientistas usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA identificou uma riqueza de moléculas complexas contendo carbono (orgânicas) em torno de duas protoestrelas. Este gráfico mostra o espectro de uma das duas protoestrelas, IRAS 2A. Inclui as impressões digitais de acetaldeído, etanol, metilformato e provavelmente ácido acético, na fase sólida. Estas e outras moléculas detectadas por Webb representam ingredientes-chave para criar mundos potencialmente habitáveis. Crédito: NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI)
Semelhante aos estágios iniciais do nosso próprio sistema solar?
De particular interesse é que uma das fontes investigadas, IRAS 2A, é caracterizada como uma protoestrela de baixa massa. O IRAS 2A pode, portanto, ser semelhante aos estágios iniciais do nosso próprio sistema solar. Como tal, os produtos químicos identificados em torno desta protoestrela estiveram provavelmente presentes nas primeiras fases de desenvolvimento do nosso sistema solar e mais tarde entregues à Terra primitiva.
“Todas estas moléculas podem tornar-se parte de cometas e asteróides e, eventualmente, de novos sistemas planetários quando o material gelado é transportado para dentro, para o disco de formação planetária, à medida que o sistema protoestelar evolui”, disse Ewine van Dishoeck, da Universidade de Leiden, um dos coordenadores do o programa de ciências. “Esperamos seguir esta trilha astroquímica passo a passo com mais dados do Webb nos próximos anos.”
Estas observações foram feitas para o programa JOYS+ (James Webb Observations of Young ProtoStars). A equipe dedicou esses resultados ao membro da equipe Harold Linnartz, que faleceu inesperadamente em dezembro de 2023, logo após a aceitação deste artigo.
Esta pesquisa foi publicada em 13 de março na revista Astronomia e Astrofísica.
Referência: “Observações JWST de protoestrelas jovens (JOYS+): Detecção de moléculas e íons orgânicos complexos gelados – I. CH4, SO2, HCOO−, OCN−, H2CO, HCOOH, CH3CH2OH, CH3CHO, CH3OCHO e CH3COOH” por WRM Rocha, EF van Dishoeck, ME Ressler, ML van Gelder, K. Slavicinska, NGC Brunken, H. Linnartz, TP Ray, H. Beuther, A. Caratti o Garatti, V. Geers, PJ Kavanagh, PD Klaassen, K. Justtanont, y. Chen, L. Francis, C. Gieser, G. Perotti, Ł. Tychoniec, M. Barsony, L. Majumdar, VJM e Gouellec, LEU Chu, BWP Lew, Th. Henning e G. Wright, 13 de março de 2024, Astronomia e Astrofísica.
DOI: 10.1051/0004-6361/202348427
O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciências espaciais do mundo. Webb está resolvendo mistérios em nosso sistema solar, olhando além, para mundos distantes em torno de outras estrelas, e investigando as misteriosas estruturas e origens de nosso universo e nosso lugar nele. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, a ESA (Agência Espacial Europeia) e a Agência Espacial Canadense.
O MIRI foi desenvolvido através de uma parceria 50-50 entre a NASA e a ESA. O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA liderou os esforços dos EUA para o MIRI, e um consórcio multinacional de institutos astronômicos europeus contribui para a ESA. George Rieke, da Universidade do Arizona, é o líder da equipe científica do MIRI. Gillian Wright é a principal investigadora europeia do MIRI.
O desenvolvimento do criocooler MIRI foi liderado e gerenciado pelo JPL, em colaboração com a Northrop Grumman em Redondo Beach, Califórnia, e o Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.
