MADRID, 3 out. (EUROPA PRESS) -
Observações com o Telescópio Espacial James Webb (JWST) detectaram fosfina, uma possível bioassinatura, na atmosfera inóspita de uma anã marrom antiga e fria chamada Wolf 1130C.
O fósforo é um dos seis principais elementos necessários para a vida na Terra. Quando combinado com o hidrogênio, o fósforo forma a molécula fosfina (PH3), um gás explosivo e altamente tóxico.
A fosfina, presente nas atmosferas dos planetas gigantes gasosos Júpiter e Saturno, há muito tempo é reconhecida como uma possível bioassinatura da vida anaeróbica, pois há poucas fontes naturais desse gás nas atmosferas dos planetas terrestres. Na Terra, a fosfina é um subproduto da matéria orgânica em decomposição nos pântanos.
Uma equipe de pesquisadores, liderada por Adam Burgasser, professor de Astronomia e Astrofísica da Universidade da Califórnia, em San Diego, publicou um novo estudo relacionado na Science.
A fosfina foi detectada na atmosfera do Wolf 1130C por observações feitas com o Telescópio Espacial James Webb (JWST), o primeiro telescópio com a sensibilidade necessária para observar esses objetos celestes em detalhes. Entretanto, o mistério não está na descoberta da fosfina, mas na sua ausência nas atmosferas de outros exoplanetas anões marrons e gigantes gasosos.
O PROBLEMA DA FOSFINA
"Nosso programa de astronomia, chamado Arcana of the Ancients, concentra-se em anãs marrons antigas e pobres em metais para avaliar nossa compreensão da química atmosférica", disse Burgasser, autor principal, em um comunicado. "Entender o problema da fosfina foi um de nossos primeiros objetivos.
Nas atmosferas ricas em hidrogênio de planetas gigantes gasosos como Júpiter e Saturno, a fosfina ocorre naturalmente. Portanto, há muito tempo os cientistas previram que a fosfina deveria estar presente nas atmosferas de gigantes gasosos que orbitam outras estrelas e em suas primas mais massivas, as anãs marrons, objetos às vezes chamados de "estrelas fracassadas" porque não fundem hidrogênio. No entanto, a fosfina escapou em grande parte da detecção, mesmo em observações anteriores do JWST, o que sugere problemas com nossa compreensão da química do fósforo.
"Antes do JWST, esperava-se que a fosfina fosse abundante nas atmosferas de exoplanetas e anãs marrons, seguindo previsões teóricas baseadas na mistura turbulenta que sabemos que existe nessas fontes", disse o coautor Sam Beiler, formado pela Universidade de Toledo e atual pesquisador de pós-doutorado no Trinity College Dublin.
Beiler, que liderou um trabalho anterior sobre a falta de fosfina em anãs marrons, disse: "Todas as observações que obtivemos com o JWST desafiaram as previsões teóricas, até que observamos a Wolf 1130C.
No sistema estelar Wolf 1130ABC, localizado a 54 anos-luz do Sol na constelação de Cisne, a anã marrom Wolf 1130C descreve uma órbita ampla em torno de um sistema estelar duplo compacto composto por uma estrela vermelha fria (Wolf 1130A) e uma anã branca maciça (Wolf 1130B).
A Wolf 1130C tem sido uma das fontes favoritas dos astrônomos de anãs marrons devido à sua baixa abundância de "metais" (essencialmente, qualquer elemento que não seja hidrogênio e hélio) em comparação com o Sol.
Ao contrário de outras anãs marrons, a equipe detectou facilmente a fosfina nos dados espectrais infravermelhos da Wolf 1130C do JWST. Para entender completamente as implicações de suas descobertas, eles precisavam quantificar a abundância desse gás na atmosfera da Wolf 1130C. Isso foi feito pela Professora Assistente de Astronomia da Universidade Estadual de São Francisco, Eileen Gonzales, também coautora do estudo.
"Para determinar a abundância de moléculas no Wolf 1130C, usei uma técnica de modelagem conhecida como recuperação atmosférica", explicou Gonzales.
"Essa técnica usa os dados do JWST para determinar a quantidade de cada espécie de gás molecular que deve estar na atmosfera. É como fazer a engenharia reversa de um biscoito delicioso quando o chef não quer revelar a receita.
A modelagem de Gonzales mostrou que a abundância de fosfina era o ingrediente secreto do Wolf 1130C. Especificamente, ele descobriu que a fosfina estava presente nas abundâncias teóricas previstas de cerca de 100 partes por bilhão.
Por que a fosfina está presente na atmosfera dessa anã marrom e não em outras, perguntam os pesquisadores. Uma possibilidade é a baixa abundância de metais na atmosfera da Wolf 1130C, o que poderia alterar sua composição química subjacente. "É possível que, em condições normais, o fósforo esteja ligado a outra molécula, como o trióxido de fósforo", explicou Beiler.
"Na atmosfera pobre em metais do Wolf 1130C, não há oxigênio suficiente para absorver o fósforo, permitindo que a fosfina se forme a partir do hidrogênio abundante.
A equipe espera explorar essa possibilidade com novas observações do JWST que procurarão fosfina nas atmosferas de outras anãs marrons pobres em metal.
Outra possibilidade é que o fósforo tenha sido gerado localmente no sistema Wolf 1130ABC, especificamente por sua anã branca, Wolf 1130B.
"Uma anã branca é a casca que sobra de uma estrela que terminou de fundir seu hidrogênio", explicou Burgasser. Elas são tão densas que, ao acumularem material em sua superfície, podem sofrer reações nucleares descontroladas, que detectamos como novae.
CONTAMINAÇÃO POR FÓSFORO DE UMA NOVA
Embora os astrônomos não tenham observado evidências de tais eventos no sistema Wolf 1130ABC na história recente, as novase normalmente têm ciclos de erupção de milhares a dezenas de milhares de anos. Esse sistema é conhecido há pouco mais de um século, e as erupções iniciais, nunca antes observadas, podem ter deixado um legado de contaminação por fósforo.
Estudos anteriores propuseram que uma fração significativa do fósforo na Via Láctea pode ter sido sintetizada por esse processo. Entender por que essa anã marrom mostra um sinal claro de fosfina pode levar a novas percepções sobre a síntese de fósforo na Via Láctea e sua composição química em atmosferas planetárias.
Burgasser explica: "Entender a composição química da fosfina nas atmosferas das anãs marrons, onde não esperamos vida, é crucial se quisermos usar essa molécula na busca por vida em mundos terrestres além do nosso sistema solar.
Esta notícia foi traduzida por um tradutor automático