A combinação, em software de simulação, de resultados de estudos laboratoriais sobre o brilho infravermelho de moléculas de carbono levou uma equipa de investigadores a uma nova descoberta sobre a formação de «gaiolas» esféricas de carbono, conhecidas como fulerenos.
Uma vez que estas moléculas poderão ter transportado compostos complexos de forma protegida através das condições hostis do espaço interestelar, as conclusões podem ter implicações para explicar como surgiu a vida na Terra e noutros locais.
Nas últimas décadas, após a deteção confirmada de fulerenos nas regiões poeirentas em torno de estrelas moribundas, as chamadas nebulosas planetárias, os investigadores têm procurado compreender o processo que conduziu à sua formação.
Uma das possibilidades é a incidência de luz sobre estruturas circulares e ordenadas de carbono denominadas compostos aromáticos policíclicos. Outra hipótese passa pelo aquecimento de estruturas com uma organização menos definida.
Grãos de HAC e a formação de fulerenos
As simulações da equipa confirmam que, pelo menos, uma parte dos fulerenos é produzida a partir de grãos de carbono amorfo hidrogenado (HAC). Ao que tudo indica, estas partículas de hidrogénio e carbono, organizadas de modo caótico, funcionam como ponto de partida para os fulerenos.
Segundo os investigadores responsáveis pela descoberta, do Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC), em Espanha, a correspondência estabelecida entre as características dos grãos de HAC e as medições de luz provenientes do espaço profundo deverá ajudar a compreender melhor as origens da vida e os processos envolvidos.
«Combinámos, pela primeira vez, as constantes óticas do HAC, obtidas em experiências laboratoriais, com modelos de fotoionização», afirma o astrofísico Domingo García-Hernández, do IAC.
O trabalho começou com a distante nebulosa planetária Tc 1 e com imagens captadas por telescópios. Estas nebulosas planetárias são anéis de gás e poeira que se formam em torno de estrelas no fim da sua vida, e a luz que emitem permite identificar os materiais que as compõem.
Tc 1 esclarece as bandas infravermelhas não identificadas
Com recurso a modelos computacionais, a equipa investigou uma característica intrigante da Tc 1: bandas infravermelhas largas e não identificadas, observadas tanto neste objeto como noutros pontos do espaço. A modelação indicou que os grãos de HAC podem ser responsáveis por essas bandas.
Como se sabe que a Tc 1 é rica em fulerenos, o estudo oferece simultaneamente uma explicação para as bandas infravermelhas não identificadas e para a origem dos fulerenos. Isto deverá abrir numerosas possibilidades para futuras investigações em astrofísica.
«A identificação da espécie química que provoca esta emissão infravermelha, amplamente presente no Universo, era um mistério astroquímico - embora sempre se tenha considerado provável que fosse rica em carbono, um dos elementos básicos da vida», diz o astrofísico Marco Gómez-Muñoz, do IAC.
Os fulerenos são particularmente resistentes e estáveis, pelo que os cientistas consideram que podem atuar como gaiolas protetoras para outros materiais. Essas gaiolas poderão ter ajudado a transportar moléculas complexas até à Terra pela primeira vez, desencadeando os primeiros passos da vida.
Um maior conhecimento sobre os fulerenos também deverá revelar mais sobre a forma como a matéria orgânica se organiza por todo o Universo, além de contribuir para o desenvolvimento de várias nanotecnologias que funcionam às mais pequenas escalas possíveis.
Persistem muitas questões sem resposta sobre as medições obtidas do espaço e sobre o modo como a vida começou na Terra. Contudo, estudos como este mostram que continuamos a encontrar mais respostas, sobretudo à medida que melhoram a tecnologia e as técnicas de análise.
«O nosso trabalho demonstra claramente o enorme potencial da ciência interdisciplinar e da tecnologia para alcançar avanços fundamentais em astrofísica e astroquímica», afirma Gómez-Muñoz.
A investigação foi publicada na Astronomy & Astrophysics.
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