NASA, ESA, CSA e STScI, J. DePasquale (STScI)
Imagem, obtida pelo Webb, do sistema protoestelar L1527 IRS. A protoestrela está embebida numa nuvem de poeira, gás e gelo (incluindo água gelada semipesada) que alimenta o seu crescimento.
Os astrónomos detetaram água gelada smipesada em torno da protoestrela L1527 IRS, que é parecida com o nosso Sol quando era jovem.
Uma equipa liderada por astrónomos da Universidade de Leiden, nos Países Baixos, e do NRAO (National Radio Astronomy Observatory), na Virgínia (EUA), detetou, pela primeira vez, água gelada semipesada em torno de uma jovem estrela semelhante ao Sol.
Os resultados reforçam a hipótese de que parte da água no nosso Sistema Solar se formou antes do Sol e dos planetas. Os investigadores utilizaram o Telescópio Espacial James Webb e publicaram os seus resultados na revista The Astrophysical Journal Letters.
Uma das formas de os astrónomos descobrirem a origem da água é através da medição do seu rácio de deuteração. Esta é a fração de água que contém um átomo de deutério em vez de um dos hidrogénios. Assim, em vez de H2O, é HDO, que também é chamada água semipesada. Uma fração elevada de água semipesada é um sinal de que a água se formou num local muito frio, como as nuvens escuras primitivas de poeira, gelo e gás de onde nascem as estrelas.
Nos nossos oceanos, nos cometas e nas luas geladas, uma em cada dois milhares de moléculas de água é constituída por água semipesada. Este valor é cerca de 10 vezes superior ao esperado com base na composição do nosso Sol. Por isso, os astrónomos colocam a hipótese de parte da água do nosso Sistema Solar ter tido origem como gelo em nuvens escuras, centenas de milhares de anos antes do nascimento do nosso Sol. Para confirmar esta hipótese, têm de medir o rácio de deuteração da água gelada nessas regiões de formação estelar.
Uma equipa internacional de astrónomos detetou agora uma proporção muito elevada de água gelada semipesada num invólucro protoestelar. Esta é a nuvem de material que rodeia uma estrela na sua fase embrionária.
Uma assinatura muito clara
Os astrónomos utilizaram o Telescópio Espacial James Webb. Antes do seu lançamento, o rácio de deuteração da água em regiões de formação estelar só podia ser medida de forma fiável na fase gasosa, onde pode ser quimicamente alterada.
“Agora, com a sensibilidade sem precedentes do Webb, observamos uma assinatura muito clara de água gelada semipesada na direção de uma protoestrela”, diz Katie Slavicinska, estudante de doutoramento da Universidade de Leiden (Países Baixos) que liderou o estudo.
A protoestrela em questão é L1527 IRS, localizada na constelação de Touro, a cerca de 460 anos-luz da Terra. “Em vários aspetos, é semelhante ao que pensamos que o nosso Sol era quando começou a formar-se”, diz John Tobin, do NRAO no estado norte-americano da Virgínia, que lidera um dos programas Webb responsáveis pelas observações.
O rácio de deuteração da água em L1527 é muito semelhante ao rácio de alguns cometas, bem como ao do disco protoplanetário de uma estrela jovem mais evoluída, o que sugere origens químicas antigas e frias semelhantes para a água encontrada em todos estes objetos.
“Esta descoberta vem juntar-se às evidências crescentes de que a maior parte da água gelada faz a sua viagem praticamente inalterada desde as primeiras até às últimas fases da formação estelar”, diz a coautora Ewine van Dishoeck, professora de astronomia na Universidade de Leiden, que passou grande parte da sua carreira a seguir a viagem da água através do espaço.
30 protoestrelas e nuvens a caminho
No entanto, o rácio de deuteração da água gelada medido em L1527 IRS é ligeiramente superior aos rácios medidos em alguns cometas do nosso Sistema Solar e ao rácio de água na Terra. Uma variedade de fatores pode causar esta diferença. Por exemplo, alguma da água nesses cometas e na Terra pode ter sido quimicamente alterada no disco. Ou a nuvem escura que formou o nosso Sol pode ser diferente da nuvem escura onde L1527 IRS se formou.
Estão planeadas mais observações de água gelada semipesada para investigar possíveis razões para estas diferenças. Slavicinska e o coautor Tom Megeath, professor de astronomia na Universidade de Toledo (EUA), lideram vários programas Webb que irão expandir a procura de HDO gelado a 30 novas protoestrelas e nuvens escuras primitivas. Entretanto, Tobin lidera observações complementares com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) que procurará gás HDO em vários dos mesmos alvos.
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