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Encontrou Cassini um mecanismo universal para a química pré-biótica, em Titã?


Esta imagem a cores naturais mostra a atmosfera superior de Titã - um lugar ativo onde as moléculas de metano são quebradas pela radiação ultravioleta do Sol e os biprodutos combinam-se para formar compostos como etano ou acetileno.
Mais baixo na atmosfera, a neblina transforma-se num "smog" atmosférico de moléculas orgânicas complexas. Esta neblina espessa e alaranjada absorve a luz solar, permitindo com que apenas 10% dos raios solares atinja a superfície.
Esta imagem foi obtida com a câmara de grande angular da Cassini usando filtros espectrais vermelhos, verdes e azuis, que foram combinados para criar esta imagem de cores naturais.
As imagens foram obtidas a uma distância de aproximadamente 9500 quilômetros de Titã no dia 31 de março de 2005. A escala da imagem ronda os 400 metros por pixel.
Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute


A missão internacional Cassini fez uma deteção surpreendente de uma molécula que é fundamental na produção de compostos orgânicos complexos, dentro da atmosfera nebulosa da lua de Saturno, Titã.

Titã possui uma atmosfera de azoto e metano com algumas das químicas mais complexas observadas no Sistema Solar. Pensa-se mesmo que seja semelhante à atmosfera inicial da Terra, antes da acumulação de oxigénio. Como tal, Titã pode ser vista como um laboratório de escala planetária, que pode ser estudado para entender as reações químicas que podem ter levado à vida na Terra, e isso poderia estar a ocorrer em planetas em torno de outras estrelas.

Na atmosfera superior de Titã, o azoto e o metano são expostos à energia da luz solar e às partículas energéticas na magnetosfera de Saturno. Estas fontes de energia geram reações que envolvem azoto, hidrogénio e carbono, que originam compostos pré-bióticos mais complicados.

Estas grandes moléculas deslocam-se para a atmosfera mais baixa, formando uma neblina espessa de aerossóis orgânicos, e pensa-se que, eventualmente, alcancem a superfície. Mas o processo pelo qual as moléculas simples na atmosfera superior são transformadas em neblina orgânica complexa, em altitudes mais baixas, é complicado e difícil de determinar.

Um resultado surpreendente da missão Cassini foi a descoberta de um tipo particular de molécula, carregada negativamente, em Titã. As espécies negativamente carregadas - ou "aniões" - não era algo que os cientistas esperavam encontrar, porque são altamente reativas e não deveriam durar muito tempo na atmosfera de Titã, antes de se combinarem com outros materiais. A sua detecção está a remodelar completamente a compreensão atual da atmosfera da lua nebulosa.

Num novo estudo publicado na Astrophysical Journal Letters, os cientistas identificaram algumas das espécies carregadas negativamente, tais como os "anions da cadeia de carbono". Estas moléculas lineares são entendidas como blocos de construção para moléculas mais complexas e podem ter atuado como base para as primeiras formas de vida na Terra.

As detecções foram feitas usando o espectrômetro de plasma da Cassini, chamado CAPS, quando voou pela atmosfera superior de Titã, cerca de 950-1300 km acima da superfície. Curiosamente, os dados mostraram que as cadeias de carbono se tornaram mais reduzidas quando próximas da lua, enquanto os precursores de moléculas de aerossóis maiores sofreram um crescimento rápido, sugerindo uma relação íntima entre os dois, com as cadeias a "semearem" as moléculas maiores.

"Fizemos a primeira identificação inequívoca de anions da cadeia de carbono, numa atmosfera semelhante a um planeta, que acreditamos ser um pilar decisivo na linha de produção de moléculas orgânicas maiores e mais complexas, como as grandes partículas da neblina da lua, " diz Ravi Desai da University College London e autor principal do estudo.

"Este é um processo conhecido no meio interestelar, mas agora observamo-lo num ambiente completamente diferente, o que significa que poderia representar um processo universal para a produção de moléculas orgânicas complexas.

"A questão é, poderia isto estar a acontecer também dentro de outras atmosferas de azoto-metano, como em Plutão ou Tritão, ou em exoplanetas com propriedades semelhantes?"

"A perspetiva de um caminho universal para os ingredientes para a vida tem implicações para o que devemos procurar na pesquisa de vida no Universo", diz o coautor Andrew Coates, também da UCL, e coinvestigador da CAPS.

"Titã apresenta um exemplo local de química excitante e exótica, da qual temos muito a aprender."

A odisseia de 13 anos da Cassini, no sistema de Saturno, em breve chegará ao fim, mas futuras missões, como o telescópio espacial internacional James Webb e a missão exoplaneta Plato da ESA, estão a ser equipadas para procurar este processo, não só no nosso Sistema Solar, mas também noutros lugares. Instalações avançadas baseadas no solo, como o ALMA, também poderiam permitir observações de acompanhamento deste processo operacional na atmosfera de Titã, a partir da Terra.

"Estes resultados inspiradores da Cassini mostram a importância de traçar a jornada de pequenas e grandes espécies químicas, a fim de entender como as moléculas orgânicas complexas são produzidas numa atmosfera semelhante à atmosfera inicial da Terra", acrescenta Nicolas Altobelli, cientista do projeto Cassini da ESA.

"Embora não tenhamos detetado 'vida' em si, encontrar produtos orgânicos complexos, não apenas em Titã, mas também em cometas e em todo o meio interestelar, estamos certamente perto de encontrar os seus precursores."

Gráfico que descreve algumas das reações químicas que ocorrem na atmosfera de Titã e que levam à produção de partículas da neblina orgânica.
Na atmosfera superior, o azoto e o metano são expostos à energia da luz solar e a partículas energéticas na magnetosfera de Saturno. As fontes de energia geram reações envolvendo azoto, hidrogênio e carbono, formando uma "sopa" de compostos progressivamente mais complexos. Estes incluem os recém-identificados anions da cadeia de carbono, negativamente carregados (destacados na caixa verde) e, eventualmente, moléculas como o benzeno, embora os processos nesta região sejam difíceis de explorar.
Pensa-se que as cadeias de carbono sejam um pilar fundamental na linha de produção do crescimento das maiores e mais complexas moléculas orgânicas que descem para criar a icônica neblina de Titã e que são os blocos de construção para moléculas mais complexas que podem agir como base para as primeiras formas de vida.
Crédito: ESA


FONTE: http://www.ccvalg.pt

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