Nota de Imprensa

Astrónomas descobrem a maior molécula encontrada até à data num disco de formação planetária

8 de Março de 2022

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) no Chile, investigadoras do Observatório de Leiden, nos Países Baixos, detectaram pela primeira vez éter dimetílico num disco de formação planetária. Com nove átomos, trata-se da maior molécula identificada até à data num disco deste tipo. Esta é também a percursora de moléculas orgânicas maiores que podem levar à emergência de vida.

“A partir destes resultados, podemos aprender mais sobre a origem da vida no nosso planeta e consequentemente ter uma ideia melhor do potencial para a existência de vida noutros sistemas planetários. É muito excitante ver como estes resultados se enquadram numa perspectiva mais ampla,” disse Nashanty Brunken, estudante de mestrado no Observatório de Leiden, parte da Universidade de Leiden, nos Países Baixos, e autora principal deste estudo publicado hoje na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.

O éter dimetílico é uma molécula orgânica observada frequentemente em nuvens de formação estelar, mas nunca tinha sido antes encontrada num disco de formação planetária. As investigadoras obtiveram igualmente uma possível detecção de metanoato de metilo, uma molécula complexa semelhante ao éter dimetílico que também é um bloco constituinte de moléculas orgânicas maiores.

“É realmente excitante detectar finalmente estas moléculas maiores em discos. Durante algum tempo, pensámos que talvez não fosse possível observá-las,” disse a co-autora do estudo Alice Booth, que também é investigadora no Observatório de Leiden.

As moléculas foram encontradas no disco de formação planetária que circunda a estrela jovem IRS 48 (também conhecida por Oph-IRS 48) com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é um parceiro. A IRS 48, situada a 444 anos-luz de distância na constelação de Ofiúco, tem sido objeto de estudos numerosos, pelo facto do seu disco conter uma “armadilha de poeira” com a forma assimétrica de um cajú. Esta região, que se formou muito provavelmente como resultado de um planeta recém nascido ou de uma pequena estrela companheira situada entre o estrela e a armadilha de poeira, retém um grande número de grãos de poeira do tamanho do milímetro que se podem juntar para formar objetos do tamanho do quilómetro, tais como cometas, asteroides e, potencialmente, até planetas.

Pensa-se que muitas moléculas orgânicas complexas, tais como o éter dimetílico, surjam em nuvens de formação estelar, antes ainda das próprias estrelas se formarem. Nestes meios frios, átomos e moléculas simples, como o monóxido de carbono, juntam-se aos grãos de poeira formando uma camada de gelo e sofrendo reações químicas que resultam em moléculas mais complexas. As investigadoras descobriram recentemente que a armadilha de poeira no disco da IRS 48 é também um reservatório gelado que contém grãos de poeira cobertos por esse gelo rico em moléculas complexas. Foi nesta região do disco que o ALMA encontrou agora sinais da molécula de éter dimetílico: quando o calor da IRS 48 sublima o gelo em gás, as moléculas prisioneiras que vieram das nuvens frias, libertam-se e podem assim ser detectadas.

“O que torna tudo isto ainda mais excitante é o facto de sabermos agora que estas moléculas complexas maiores se encontram disponíveis para alimentar planetas em formação no disco,” explica Booth. “Isto não era conhecido anteriormente, já que na maioria dos sistemas estas moléculas se encontram escondidas no gelo.”

A descoberta de éter dimetílico sugere que muitas outras moléculas complexas, que são normalmente detectadas em regiões de formação estelar, poderão estar também presentes em estruturas geladas em discos de formação planetária. Estas moléculas são precursoras de moléculas prebióticas tais como aminoácidos e açucares, que são alguns dos blocos constituintes básicos da vida.

Ao estudar a sua formação e evolução, os investigadores conseguem ter um melhor entendimento de como é que moléculas prebióticas vão parar aos planetas, incluindo o nosso. “Estamos extremamente contentes agora que conseguimos começar a seguir a viagem completa destas moléculas complexas desde as nuvens que formam estrelas até aos discos que formam planetas e aos cometas. Esperamos, com mais observações, poder dar um passo em frente na compreensão da origem de moléculas prebióticas no nosso próprio Sistema Solar,” disse Nienke van der Marel, uma investigadora no Observatório de Leiden, que também participou no estudo.

Estudos futuros da IRS 48 com o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, atualmente em construção no Chile e previsto para começar as suas operações no final desta década, permitirão à equipa estudar a química das regiões mais internas do disco, onde planetas como a Terra se poderão estar a formar.

Informações adicionais

Este trabalho de investigação foi descrito num artigo científico intitulado "A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk: III. First detection of dimethyl ether" (doi: 10.1051/0004-6361/202142981) publicado na revista da especialidade Astronomy and Astrophysics.

Esta publicação foi divulgada no Dia Internacional da Mulher 2022 e comporta trabalho levado a cabo por seis investigadoras.

A equipa é composta por Nashanty G. C. Brunken (Observatório de Leiden, Universidade de Leiden, Países Baixos [Leiden]), Alice S. Booth (Leiden), Margot Leemker (Leiden), Pooneh Nazari (Leiden), Nienke van der Marel (Leiden), Ewine F. van Dishoeck (Observatório de Leiden, Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Alemanha).

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido para mapear o céu no visível. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infraestruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do submilímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2205, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.