ALMA deteta moléculas orgânicas complexas na Grande Nuvem de Magalhães

A Grande Nuvem de Magalhães numa imagem obtida na região do infravermelho próximo. O zoom mostra a região de formação de estrelas N 113 numa composição de imagens de infravermelho médio obtidos pelo telescópio Spitzer e de dados do visível (H-alfa) obtidos pelo telescópio Blanco de 4 metros.
Créditos: NRAO/AUI/NSF; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); Herschel/ESA; NASA/JPL-Caltech; NOAO.

A Grande Nuvem de Magalhães (GNM) é um lugar quimicamente primitivo. Ao contrário da Via Láctea, esta galáxia anã com algumas dezenas de milhares de milhões de estrelas, possui uma abundância relativamente baixa de elementos pesados como o carbono, o oxigénio e o azoto. Tamanha escassez destes elementos sugere que a GNM deverá conter quantidades comparativamente insignificantes de moléculas ogânicas complexas. Esta previsão parecia, até agora, ser sustentada pelas observações.

Dados obtidos pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) vêm, no entanto, revelar a presença de assinaturas químicas surpreendentemente claras de moléculas orgânicas complexas, como o metanol (CH4), o dimetil éter (CH3OCH3) e o formato de metilo (CHOOCH3), na região N 113 da GNM. Apesar de já terem sido detetados vestígios de metanol na GNM, este trabalho é significativo porque as duas últimas moléculas foram descobertas pela primeira vez e são as mais complexas até hoje observadas fora da nossa Galáxia.

A N 113 é uma das regiões de formação de estrelas mais proeminente da GNM. Usando o ALMA, os autores deste trabalho detetaram o brilho ténue das três moléculas em comprimentos de onda milimétricos, em dois locais de formação de estrelas localizados no coração desta região. Estas observações poderão fornecer informações relevantes acerca da formação de moléculas orgânicas complexas nos primórdios da história do Universo.

“Embora a GNM seja uma das galáxias mais próximas de nós, esperamos que ela compartilhe algumas semelhanças químicas mais bizarras com as galáxias jovens distantes do Universo primordial,” disse Marta Sewiło, astrónoma do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, nos Estados Unidos, e primeira autora do artigo recentemente publicado na revista Astrophysical Journal Letters.

Em astronomia, esta falta de elementos pesados é conhecida por “baixa metalicidade”. São necessários vários ciclos de nascimento e morte de estrelas para que uma galáxia acumule uma quantidade significativa de elementos pesados. Por sua vez, são estes elementos que se tornam os blocos de construção de novos planetas nas gerações estelares seguintes.

“As galáxias jovens primitivas não tiveram tempo suficiente para se tornarem tão quimicamente enriquecidas”, explicou Sewiło. “As galáxias anãs, como a GNM, mantiveram provavelmente um aspeto jovem semelhante, devido às suas massas relativamente baixas, que reduzem de forma severa o ritmo da formação estelar.”

“Devido à sua baixa metalicidade, a GNM abre-nos uma janela para essas primeiras galáxias adolescentes”, disse Remy Indebetouw, astrónomo do Observatório Nacional de Radioastronomia, nos Estados Unidos, e coautor deste trabalho. “Os estudos de formação de estrelas nesta galáxia fornecem-nos um trampolim para a compreensão da formação de estrelas no Universo primordial.”

Observações anteriores da região N 113, realizadas com o Telescópio Espacial Spitzer da NASA e com o Observatório Espacial Herschel da ESA, tinham já revelado uma surpreendente concentração de objetos estelares jovens (protoestrelas) rodeados por densas nuvens moleculares com um intenso brilho no infravermelho. Pelo menos uma parte dessa intensa atividade de formação estelar deve-se a um efeito de dominó, em que a formação de estrelas maciças desencadeia a formação de outras estrelas na sua vizinhança.

Sewiło e a sua equipa usaram o ALMA para estudar vários objetos estelares jovens nesta região, com o objetivo de tentarem compreender melhor a sua química e dinâmica. Surpreendentemente, os dados do ALMA revelaram as assinaturas espectrais do dimetil éter e do formato de metilo, moléculas que até hoje nunca tinham sido detetadas em locais tão longínquos da Terra.

As moléculas orgânicas com seis ou mais átomos, incluindo o carbono, são alguns dos blocos básicos para a construção de moléculas essenciais para a vida na Terra e provavelmente noutras regiões do Universo. Apesar de ser uma molécula relativamente simples, em comparação com outras moléculas orgânicas, o metanol é essencial para a formação de moléculas orgânicas mais complexas, como as que o ALMA observou.

Se estas moléculas complexas são criadas com relativa facilidade em redor de protoestrelas, é provável que persistam durante a formação dos jovens sistemas estelares, acabando por se tornarem parte dos discos protoplanetários. Tais moléculas foram provavelmente transportadas para a Terra primitiva por cometas e meteoritos, ajudando a impulsionar o desenvolvimento das primeiras formas de vida no nosso planeta. A deteção de moléculas orgânicas complexas em ambientes quimicamente primitivos como a GNM sugere que os requisitos químicos para o aparecimento da vida poderão ter surgido relativamente cedo na história do Universo.

Podem encontrar mais detalhes sobre este trabalho aqui.

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