Moléculas orga¢nicas complexas que poderiam servir de alicerces para a vida são mais onipresentes do que se pensava em nuvens frias de gás e poeira que da£o origem a estrelas e planetas, de acordo com astrônomos do Observatório Steward da Universidade do Arizona.

Essas moléculas também aparecem muito antes do que a sabedoria convencional sugeria, centenas de milhares de anos antes das estrelas comea§arem a se formar, descobriram os pesquisadores. Publicado no The Astrophysical Journal , os resultados desafiam as teorias existentes que exigem um ambiente aquecido por proto-estrelas - estrelas em formação - para que moléculas orga¢nicas complexas se tornem observa¡veis.

O estudo éo primeiro a procurar as assinaturas de duas moléculas orga¢nicas complexas, metanol e acetaldea­do, em um número substancial de locais prospectivos de formação de estrelas, ao contra¡rio das observações anteriores, que se concentraram principalmente em objetos individuais. Naºcleos pré-estelares ou sem estrelas são assim chamados porque, embora ainda não contenham estrelas, marcam regiaµes no espaço onde poeira e gases frios se fundem nas sementes que dara£o origem a estrelas e possivelmente planetas.

Os pesquisadores usaram o telesca³pio de 12 metros do Observatório de Ra¡dio do Arizona em Kitt Peak, a sudoeste de Tucson, para espiar atravanãs da mortalha de gás e poeira de 31 núcleos sem estrelas espalhados por uma regia£o de formação de estrelas conhecida como nuvem molecular Taurus, localizada a cerca de 440 anos-luz da Terra. Cada núcleo pode se estender por uma distância que cubra até1.000 sistemas solares alinhados um ao lado do outro.

"Esses núcleos sem estrelas que observamos estãoa centenas de milhares de anos da formação inicial de uma protoestrela ou de qualquer planeta", disse Yancy Shirley, professora associada de astronomia, que foi coautora do artigo com a principal autora Samantha Scibelli, do terceiro ano. doutoranda no grupo de pesquisa de Shirley. "Isso nos diz que a química orga¢nica ba¡sica necessa¡ria para a vida estãopresente no gás bruto antes da formação de estrelas e planetas".

Enquanto os cientistas hámuito sabem sobre a existaªncia no espaço de moléculas prebia³ticas - que fornecem os elementos ba¡sicos necessa¡rios para a vida como a conhecemos -, tem sido difa­cil encontrar respostas conclusivas para onde e como elas se formam e os mecanismos pelos quais elas terminam. nassuperfÍcies de qualquer planeta em potencial.

"Os processos exatos em jogo ainda estãosendo debatidos, porque os modelos teóricos ainda não correspondem exatamente ao que vemos", disse Scibelli. "Com este artigo, podemos restringir melhor os mecanismos de formação que podem estar ocorrendo, dizendo aos teóricos quanto abundantes essas moléculas são".

Naºcleos pré-estelares são como janelas para os primeiros passos evolutivos em direção a sistemas estelares com planetas e possivelmente atéformas de vida , explicou Scibelli, estimando que antes deste estudo menos de 10 desses objetos haviam sido estudados para moléculas orga¢nicas complexas. Observações semelhantes geralmente se concentravam em uma molanãcula, o metanol, enquanto a pesquisa descrita aqui seguia especificamente a evolução do metanol e do acetaldea­do, um derivado de a¡lcool associado.

Para esta pesquisa, a equipe procurou as assinaturas reveladoras das duas moléculas durante uma campanha de observação totalizando quase 500 horas de tempo de observação.

Verificou-se que o metanol estava presente em todos os 31 núcleos pré-estelares e 70% deles continham acetaldea­do além de metanol. Os autores do estudo interpretam esses resultados como evidência de que moléculas orga¢nicas complexas são muito mais difundidas em regiaµes de formação estelar nascentes do que se pensava anteriormente.

Essas descobertas desafiam as teorias tradicionais de como as moléculas pré-bia³ticas se formam, porque elas assumem um cena¡rio em que o calor das estrelas recanãm-nascidas fornece o ambiente necessa¡rio para a formação de moléculas orga¢nicas. A abunda¢ncia de moléculas orga¢nicas complexas em nuvens de gás e poeira extremamente frios que ainda estãomuito longe de tais condições significa que outros processos devem estar em funcionamento.

"Dentro desses núcleos, que consideramos locais de nascimento, casulos e viveiros de estrelas de baixa massa semelhantes ao nosso sol, as condições são tais que édifa­cil criar essas molanãculas", disse Scibelli. "Ao fazer pesquisas como essa, podemos entender melhor como os precursores da vida passam a existir, como eles migram e entram nos sistemas solares em esta¡gios posteriores da formação estelar".

Scibelli disse que a pesquisa não seria possí­vel sem o Observatório de Ra¡dio do Arizona, em Kitt Peak. Como o conteaºdo de poeira e gás protege os núcleos pré-estelares da vista sob luz a³ptica, os astrônomos precisam reverter para comprimentos de onda muito maiores. Comparado a muitos outros alvos astrona´micos, os núcleos pré-estelares são ambientes muito tranquilos e extremamente frios, portanto emitem sinais muito fracos.

"Como quera­amos observar esse grande tamanho de amostra de núcleos e obter uma imagem detalhada de como as duas moléculas evoluem juntas, precisa¡vamos encara¡-los por um longo tempo", disse Scibelli, acrescentando que seria quase impossí­vel fazer isso. esse tipo de pesquisa com qualquer outro radiotelesca³pio porque observata³rios maiores não conseguem alocar tanto tempo para um projeto.

"Temos muita sorte, porque com nossas instalações aqui no Arizona, podemos fazer isso", disse ela.

Comparado a outros objetos no universo, como gala¡xias, os núcleos pré-estelares se formam em escalas de tempo bastante curtas, com uma vida útil de menos de um milha£o de anos. Impulsionado por processos como turbulaªncia e forças gravitacionais, o gás e a poeira na nuvem molecular colapsam para formar filamentos, e énesses filamentos que se formam os núcleos mais densos. Scibelli disse que a Nuvem Molecular Taurus éespecialmente interessante porque fornece um vislumbre de diferentes esta¡gios evolutivos entre os núcleos.

"Nem todos os núcleos podem formar estrelas; hámuita incerteza envolvida", disse ela. "Acreditamos que muitos dos núcleos estãoem esta¡gios iniciais, e épor isso que não os vemos formando estrelas no momento".

Para refinar ainda mais os modelos de evolução das moléculas prebia³ticas nos esta¡gios iniciais, o grupo de Shirley planeja incorporar núcleos sem estrelas individuais para reunir um inventa¡rio mais abrangente de todas as moléculas orga¢nicas complexas presentes.

Objetos como a nuvem formadora de estrelas de Touro oferecem pistas importantes para a história de nosso pra³prio sistema solar, disse Scibelli.

"Nosso sistema solar nasceu em uma nuvem como essa, mas a nuvem não existe mais para nosvermos", disse ela. "Olhar para os objetos no espaço écomo olhar para um Álbum de fotos com fotos tiradas de pessoas diferentes em diferentes esta¡gios da vida, desde os dias de bebaª atéa velhice e, no nosso caso, núcleos sem estrelas servem como sonogramas estelares".