Cientistas simulam névoa de Titã em laboratório e estudam sua estrutura química

Por Danielle Cassita | 19 de Fevereiro de 2021 às 10h45
NASA

Titã, a maior lua das várias que orbitam Saturno e a segunda maior do Sistema Solar, pode guardar pistas sobre como foi a evolução da vida na Terra logo em suas primeiras etapas. Essa lua é envolvida por uma névoa opaca e alaranjada que, pela primeira vez, teve o processo das reações químicas que a formam simulado em laboratório, de modo que foi possível observar também as configurações atômicas das moléculas.

A névoa em questão é composta por moléculas orgânicas que contêm carbono, hidrogênio e nitrogênio, formadas a partir de reações químicas causadas pela ação da radiação da luz do Sol nos gases da atmosfera de Titã. Para os cientistas planetários, é possível que, há 2,8 bilhões de anos, a Terra estivesse coberta por uma névoa similar a essa de Titã. Assim, estudar a formação dessa lua é uma forma de voltarmos no tempo até as origens da vida em nosso planeta.

A separação das moléculas de nitrogênio e metano gera o brilho alaranjado nas partes mais altas da atmosfera de Titã (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech/SSI/CICLOPS/Kevin M. Gill)

As partículas dessa névoa podem se reorganizar em outros tipos de moléculas, como anéis de carbono e hidrocarbonetos aromáticos. Para entender como elas se uniam para formar moléculas maiores, os cientistas preencheram um dispositivo com uma mistura de metano e nitrogênio que imita a névoa "original", e depois realizaram reações químicas com descargas elétricas para imitar as condições da atmosfera de Titã. As moléculas que resultaram do experimento foram analisadas e, com a técnica da microscopia de força atômica, eles conseguiram imagens na escala de 0,5 nanômetros, ou seja, na metade de um bilionésimo de um metro.

Por anos, os cientistas suspeitaram que a maior parte da névoa é feita de nitrogênio, com hidrocarbonetos aromáticos — um cenário que foi confirmado neste estudo. Além disso, eles também perceberam que os anéis aromáticos são comuns, e as estruturas das moléculas maiores indicam como elas evoluem: as estruturas reveladas podem estar relacionadas à umidade na névoa, que afetam o ciclo hidrológico que ocorre em Titã.

As imagens da fileira superior mostram amostras de moléculas análogas àquelas da névoa de Titã e, as da fileira inferior, mostram as estruturas químicas correspondentes (Imagem: Reprodução/Astrophysical Journal)

Os detalhes da estrutura química são importantes para a compreensão da probabilidade de partículas terem, de alguma forma, favorecido a vida na Terra no passado. Isso porque as estruturas moleculares das imagens têm boa capacidade de absorção da luz ultravioleta, o que significa que uma névoa pode ter atuado como um “escudo” protetor das moléculas de DNA da radiação, já que a atmosfera terrestre naquele período se assemelhava à de Titã. Além disso, este estudo revelou pela primeira vez a arquitetura molecular de compostos sintéticos semelhantes àqueles que podem causar o brilho laranja da atmosfera de Titã.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Astrophysical Journal.

Fonte: IBM, Bad Astronomy 

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