Grande Nuvem de Magalhães contém moléculas orgânicas surpreendentemente complexas

A galáxia anã próxima conhecida como Grande Nuvem de Magalhães (GNM) é um local quimicamente primitivo. Ao contrário da Via Láctea, esta coleção semi-espiral de algumas dezenas de milhares de milhões de estrelas não tem a rica abundância de elementos pesados da nossa Galáxia, como carbono, oxigénio e azoto.

Com esta escassez de elementos pesados, os astrónomos preveem que a GNM contenha quantidades comparativamente insignificantes de moléculas complexas à base de carbono. As observações anteriores da GNM parecem apoiar esta visão.

No entanto, novas observações com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) descobriram “impressões digitais” químicas surpreendentemente claras das moléculas orgânicas complexas metanol, éter dimetílico e formato de metilo.

Embora as observações anteriores tivessem encontrado pistas de metanol na GNM, as últimas duas substâncias são na realidade descobertas sem precedentes e são tidas como as moléculas mais complexas já detetadas de forma definitiva fora da nossa Galáxia.

Os astrónomos descobriram o ténue “brilho” milimétrico das moléculas emanado por dois embriões densos de formação estelar na GNM, regiões conhecidas como “núcleos quentes”. Estas observações podem fornecer informações sobre a formação de moléculas orgânicas complexas no início da história do Universo.

“Embora a Grande Nuvem de Magalhães seja um dos nossos companheiros galácticos mais próximos, esperamos que partilhe alguma estranha semelhança química com as galáxias jovens e distantes do Universo inicial”, afirma Marta Sweiło, astrónoma do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland e autora principal do artigo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

Os astrónomos referem-se a esta falta de elementos pesados como “baixa metalicidade“. São necessárias várias gerações de nascimentos e mortes estelares para semear uma galáxia com elementos pesados, que são então misturados na próxima geração de estrelas e se tornam nos blocos de construção de novos planetas.

“As galáxias jovens e primordiais simplesmente não tiveram tempo suficiente para se tornarem tão quimicamente enriquecidas”, comenta Sewiło. “As galáxias anãs, como a GNM, provavelmente mantiveram essa mesma composição juvenil por causa das suas massas relativamente baixas, que reduzem severamente o ritmo de formação estelar”.

“Devido à sua baixa metalicidade, a GNM fornece uma janela para essas primeiras galáxias adolescentes”, realça Remy Indebetouw, astrónomo do NRAO (National Radio Astronomy Observatory) em Charlottesville, Virginia, EUA, coautor do estudo publicado no The Astrophysical Journal Letters na terça-feira.

“Os estudos de formação estelar nesta galáxia fornecem as bases para avançar a nossa compreensão da formação estelar no Universo inicial”.

Os astrónomos focaram o seu estudo na região de formação estelar N113 na GNM, uma das regiões mais ricas em gás e mais massivas da galáxia. Observações anteriores desta área com o Telescópio Espacial Spitzer da NASA e com o Observatório Espacial Herschel da ESA revelaram uma surpreendente concentração de objetos estelares jovens – protoestrelas que só agora começaram a aquecer os seus berçários estelares, fazendo com que brilhem intensamente no infravermelho.

Pelo menos uma parte desta formação estelar é devida a um efeito de dominó, onde a formação de estrelas massivas desencadeia a formação de outras estrelas na mesma vizinhança geral.

Sewiło e colegas usaram o ALMA para estudar vários jovens objetos estelares nesta região a fim de melhor entender a sua química e dinâmica. Os dados do ALMA revelaram, surpreendentemente, as assinaturas espectrais reveladoras do éter dimetílico e do formato de metilo, moléculas que, até agora, nunca haviam sido detetadas tão longe da Terra.

As moléculas orgânicas complexas, aquelas com seis ou mais átomos, incluindo carbono, estão entre os blocos de construção básicos das moléculas essenciais para a vida na Terra e – presumivelmente – e noutras partes do Universo.

Embora o metanol seja um composto relativamente simples em comparação com outras moléculas orgânicas, é, no entanto, essencial para a formação de moléculas orgânicas mais complexas, como aquelas que o ALMA observou recentemente, entre outras.

Caso estas moléculas complexas possam formar-se prontamente em torno de protoestrelas, é provável que durem e se tornem parte dos discos protoplanetários de jovens sistemas estelares. Tais moléculas provavelmente foram entregues à Terra primitiva por cometas e meteoritos, ajudando a impulsionar o desenvolvimento da vida no nosso planeta.

Os astrónomos especulam que uma vez que as moléculas orgânicas se podem formar em ambientes quimicamente primitivos como o da GNM, é possível que a estrutura química para a vida tenha surgido relativamente cedo na história do Universo.