Salomé Fuenmayor / NASA, ESA, CSA, Equipa PDRs4All ERS
A região interior da Nebulosa de Orionte, vista pelo instrumento NIRCam do Telescópio Espacial James Webb. A imagem foi obtida no 11 de setembro de 2022.
Uma equipa internacional de cientistas encontrou evidências de destruição e reformação de uma grande quantidade de água num disco de formação planetária localizado no coração da Nebulosa de Orionte.
Esta descoberta foi possível graças a uma abordagem original e multidisciplinar que combina observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST) e cálculos de física quântica.
O estudo, que faz parte do programa “PDRs4All Early Release Science” e é liderado por Marion Zannese, estudante de doutoramento da Universidade Paris-Saclay, foi publicado dia 23 de fevereiro na revista Nature Astronomy.
O PDRs4All é um dos 13 programas “Early Release Science” selecionados pela NASA para demonstrar as capacidades do JWST, reunindo um consórcio internacional.
“É muito impressionante que, em apenas alguns pixéis de observações, e concentrando-nos em apenas algumas linhas, possamos de facto descobrir que um oceano inteiro de água se evapora todos os meses“, disse Els Peeters, coinvestigadora principal do PDRs4All e membro do corpo docente do Instituto de Exploração da Terra e do Espaço da UWO (University of Western Ontario).
“Esta descoberta baseou-se numa pequena fração dos nossos dados espetroscópicos. É muito excitante saber que temos muitos mais dados para explorar e mal posso esperar para ver o que mais podemos encontrar”, acrescentou.
A água é um ingrediente essencial para o aparecimento da vida tal como é entendida atualmente. Na Terra, a maior parte da água nos nossos oceanos formou-se muito antes do nascimento do Sistema Solar, em regiões frias do espaço interestelar a -250° C.
No entanto, uma fração desta água pode ter sido destruída e reformada a temperaturas mais elevadas (100-500° C) quando o Sistema Solar era ainda apenas um disco de gás e poeira que orbitava o nosso jovem Sol.
Para compreender esta enigmática reciclagem de água, a equipa internacional apontou o JWST para ‘d203-506’, um disco de formação planetária localizado na Nebulosa de Orionte, um berçário de sistemas planetários.
A intensa radiação ultravioleta produzida por estrelas massivas leva à destruição e à reformação de água em d203-506, tornando-o um verdadeiro laboratório interestelar.
“O telescópio James Webb é incrivelmente poderoso. No contexto desta descoberta, não estamos a falar de encontrar uma agulha num palheiro. Trata-se de uma agulha num palheiro feito de agulhas“, disse Jan Cami, professor de física e astronomia na mesma universidade e membro do PDRs4All.
Uma colaboração com especialistas em dinâmica quântica do MDSCC (Madrid Deep Space Communications Complex), em Espanha, e do Observatório de Leiden, nos Países Baixos, foi a chave para compreender como se pode observar a formação e destruição de moléculas situadas a mais de 1000 anos-luz de distância.
Esquerda e centro: o jovem disco d203-506 situado na Nebulosa de Orionte, vista pelo JWST.
Direita: Animação que ilustra como a formação e destruição da água foi revelada pelas observações do JWST.
Quando a água é destruída pela luz ultravioleta, é libertada uma molécula de hidroxilo, seguida da emissão de fotões que viajam até ao JWST. No total, estima-se que o equivalente à quantidade de água de todos os oceanos da Terra é destruído por mês e reabastecido no sistema d203-506.
Mas a história não termina aqui. Através de um mecanismo semelhante, o JWST revela que a molécula hidroxilo, intermediária chave na formação da água, é também produzida em abundância a partir do oxigénio atómico. Alguma da água que compõe os oceanos da Terra pode ter passado por este ciclo.
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