Pesquisadores demonstram que os blocos de construção da vida podem ser facilmente formados no Espaço

No campo de pesquisas sobre a origem da vida na Terra, uma das questões mais levantadas é sobre qual foi a primeira fonte dos blocos moleculares de construção dos organismos vivos: a superfície terrestre - através de reações favoráveis na atmosfera e/ou oceanos - ou no ambiente espacial, trazidos por asteroides e outros corpos vagando pelo Sistema Solar? Agora, um novo estudo publicado esta semana no Journal of Chemical Physics mostrou de forma prática que várias pequenas moléculas orgânicas podem ser formadas em um ambiente de vácuo espacial e frio sob um amplo espectro de emissão radiativa e particular.

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Já se sabe há muito tempo que asteroides e meteoroides podem carregar compostos orgânicos diversos, incluindo aminoácidos. Porém, ainda não se sabe ao certo a extensão dessa síntese no ambiente espacial. Usando várias técnicas avançadas, incluindo ESD (dessorção estimulada por elétrons), XPS (espectroscopia fotoeletrônica de raios-X) e TPD (dessorção térmica programada), cientistas da Universidade de Sherbrooke, no Canadá, analisaram um ambiente espacial simulado no qual finas camadas de gelo contendo metano e oxigênio  molecular (isótopo 18) - CH₄, O₂, e CH₄/O₂ (misturas 3:1) -  eram irradiadas por feixes de elétrons. Quando esses elétrons ou outras formas de radiação atingiram essas superfícies, reações químicas ocorreram e novas novas moléculas orgânicas foram formadas.

Esses ambientes simulados, contendo vácuo espacial e finas camadas de gelo (englobando não só água/oxigênio mas outras moléculas congeladas) são encontrados tanto na poeira espacial e densas nuvens moleculares no meio interestelar quanto em objetos espaciais diversos, como cometas, meteoroides, asteroides e satélites naturais. E todas essas superfícies de gelo são sujeitas à múltiplas formas de radiação, frequentemente na presença de campos magnéticos, os quais aceleram as partículas carregadas (positiva ou negativamente) do vento solar (no caso do nosso Sistema Solar) e da radiação cósmica em direção a esses objetos congelados.

Estudos anteriores já investigaram reações químicas que podem ocorrer no ambiente espacial através do uso de radiação ultravioleta ou outras formas de radiação menos energéticas, mas esse é o primeiro estudo detalhado sobre o uso de elétrons secundários, os quais são formados quando radiação altamente energética (como os raios-X) ou pesadas partículas interagem com a matéria (excitamento e subsequente emissão de elétrons dos átomos). Esses elétrons, também conhecidos como 'elétrons de baixa-energia', ou LEES, são ainda energéticos o suficiente para induzir reações químicas diversas. Trabalhos anteriores do grupo de pesquisa responsável pelo novo estudo já tinham investigado produtos reacionários positivamente carregados e que eram ejetados das camadas de gelo irradiadas pelas LEEs. Agora, os pesquisadores estenderam o estudo para incluir os íons ejetados e novas moléculas sendo formadas mas que permanecem embebidas no filme de gelo.

Como resultado, foi encontrado que uma variedade de pequenas moléculas orgânicas são produzidas nas camadas de gelo submetidas aos LEEs. Em filmes de metano congelado, propileno, etano e acetileno foram obtidos. Já em filmes de água e metano congelados, evidências diretas da formação de etanol foram encontradas, e evidências indiretas de moléculas orgânicas diversas foram obtidas, como metanol, ácido acético e formaldeído, através da análise espectrométrica de ligações C-O, C=O, e COO-, características de grupos funcionais nesses compostos. Somando-se a isso, tanto os raios-X e os LEEs produziram resultados similares, mas em diferentes taxas.

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Concluindo a partir desses novos dados experimentais, é possível que os blocos de vida podem ter sido facilmente produzidos através de reações químicas induzidas por elétrons secundários em superfícies congeladas diversas no ambiente espacial exposto à qualquer forma de radiação ionizante, o que aumenta enormemente as fontes e abundâncias de matéria prima orgânica não só no Sistema Solar mas por todo o Universo.

Artigo complementar e recomendado: A Origem da Vida: O que sabemos até agora?

Publicação do estudo: AIP