22.1 C
Lisboa
Sábado, Agosto 13, 2022

A equipe resolveu esse mistério com a ajuda de uma câmara de vácuo, muitos lasers e uma poderosa reação cósmica. – ScienceDaily

Must read


De vez em quando, o Cinturão de Kuiper e a Nuvem de Oort lançam bolas de neve galácticas feitas de gelo, poeira e pedras em nosso caminho: restos de 4,6 bilhões de anos da formação do sistema solar.

Essas bolas de neve – ou como as conhecemos, cometas – passam por uma metamorfose colorida à medida que cruzam o céu, com muitas cabeças de cometas assumindo uma cor verde radiante que fica mais brilhante à medida que se aproximam do sol.

Mas, estranhamente, essa sombra verde desaparece antes de atingir uma ou duas caudas atrás do cometa.

Astrônomos, cientistas e químicos ficaram intrigados com esse mistério por quase um século. Na década de 1930, o físico Gerhard Herzberg teorizou que o fenômeno era devido à luz solar destruindo o carbono diatômico (também conhecido como dicarbono ou C2), um produto químico criado a partir da interação entre a luz solar e a matéria orgânica na cabeça do cometa – mas como o dicarbonato não é estável, essa teoria tem sido difícil de testar.

Um novo estudo conduzido pela UNSW em Sydney, publicado hoje em Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), finalmente encontrou uma maneira de testar essa reação química em um laboratório – e ao fazer isso, provou que essa teoria de 90 anos estava correta.

“Provamos o mecanismo pelo qual o dicarbonato é quebrado pela luz solar”, diz Timothy Schmidt, professor de química da UNSW Science e autor sênior do estudo.

“Isso explica porque o coma verde – a camada difusa de gás e poeira ao redor do núcleo – encolhe conforme um cometa se aproxima do Sol, e também porque a cauda do cometa não é verde.”

O ator principal no centro do mistério, o dicarbonato, é altamente reativo e responsável por dar a muitos cometas sua cor verde. É feito de dois átomos de carbono unidos e só pode ser encontrado em ambientes extremamente energéticos ou com pouco oxigênio, como estrelas, cometas e o meio interestelar.

O dicarbonato não existe nos cometas até que eles se aproximem do sol. Quando o Sol começa a aquecer o cometa, a matéria orgânica que vive no núcleo de gelo evapora e entra em coma. A luz solar então quebra essas moléculas orgânicas maiores, criando dicarbonato.

A equipe liderada pela UNSW agora mostrou que conforme o cometa fica ainda mais perto para o Sol, a radiação ultravioleta extrema quebra as moléculas de dicarbonato que criou recentemente em um processo denominado ‘fotodissociação’. Esse processo destrói o dicarbonato antes que ele possa se mover para longe do núcleo, fazendo com que a coma verde fique mais brilhante e encolha – e garantindo que o tom verde nunca chegue à cauda.

Esta é a primeira vez que esta interação química foi estudada aqui na Terra.

“Acho incrível que alguém na década de 1930 pensasse que provavelmente fosse isso o que estava acontecendo, até o nível de detalhe do mecanismo de como estava acontecendo, e 90 anos depois, descobrimos é o que está acontecendo “, diz Jasmin Borsovszky, principal autora do estudo e ex-estudante do UNSW Science Honors.

“Herzberg foi um físico incrível e ganhou o Prêmio Nobel de Química na década de 1970. É muito emocionante ser capaz de provar uma das coisas que ele teorizou.”

O professor Schmidt, que estuda o dicarbonato há 15 anos, diz que as descobertas nos ajudam a entender melhor o dicarbonato e os cometas.

“O dicarbonato vem da quebra de moléculas orgânicas maiores congeladas no núcleo do cometa – o tipo de moléculas que são os ingredientes da vida”, diz ele.

“Ao compreender sua vida útil e destruição, podemos entender melhor quanto material orgânico está evaporando dos cometas. Descobertas como essas podem um dia nos ajudar a resolver outros mistérios espaciais.”

Um show de laser como nenhum outro

Para resolver esse quebra-cabeça, a equipe precisava recriar o mesmo processo químico galáctico em um ambiente controlado na Terra.

Eles conseguiram isso com a ajuda de uma câmara de vácuo, muitos lasers e uma poderosa reação cósmica.

“Primeiro tivemos que fazer essa molécula que é muito reativa para ser armazenada em uma garrafa”, diz o professor Schmidt. “Não é algo que possamos comprar nas lojas.

“Fizemos isso pegando uma molécula maior, conhecida como percloroetileno ou C2Cl4, e explodindo seus átomos de cloro (Cl) com um laser UV de alta potência. “

As moléculas de dicarbonato recém-fabricadas foram enviadas viajando através de um feixe de gás em uma câmara de vácuo, que tinha cerca de dois metros de comprimento.

A equipe então apontou outros dois lasers ultravioleta para o dicarbonato: um para inundá-lo com radiação, o outro para tornar seus átomos detectáveis. O impacto da radiação rasgou o dicarbonato, enviando seus átomos de carbono para um detector de velocidade.

Ao analisar a velocidade desses átomos que se movem rapidamente, a equipe pode medir a força da ligação de carbono em cerca de um em 20.000 – o que é como medir 200 metros até o centímetro mais próximo.

A Sra. Borsovszky diz que, devido à complexidade do experimento, demorou nove meses antes que eles pudessem fazer a primeira observação.

“Estávamos prestes a desistir”, diz ela. “Demorou muito para ter certeza de que tudo estava precisamente alinhado no espaço e no tempo.

“Os três lasers eram todos invisíveis, então houve muitas facadas no escuro – literalmente.”

O professor Schmidt diz que esta é a primeira vez que alguém observa essa reação química.

“É extremamente gratificante ter resolvido um enigma que remonta à década de 1930.”

Resolvendo mistérios espaciais

Existem cerca de 3700 cometas conhecidos no sistema solar, embora se suspeite que possam haver bilhões a mais. Em média, o núcleo de um cometa tem espantosos 10 quilômetros de largura – mas seu coma costuma ser 1000 vezes maior.

Cometas brilhantes podem dar shows espetaculares para aqueles que têm a sorte de vê-los. Mas, no passado, os cometas poderiam ter feito mais do que isso pela Terra – na verdade, uma das teorias sobre a origem da vida é que os cometas uma vez entregaram os blocos de construção da vida direto à nossa porta.

“Esta pesquisa empolgante nos mostra o quão complexos são os processos no espaço interestelar”, disse o professor Martin van Kranendonk, astrobiólogo e geólogo da UNSW que não esteve envolvido no estudo.

“A Terra primitiva teria experimentado uma confusão de diferentes moléculas portadoras de carbono sendo entregues à sua superfície, permitindo que reações ainda mais complexas ocorressem na preparação para a vida.”

Agora que o caso da cauda verde ausente em cometas foi resolvido, o Prof. Schmidt, que se especializou em química espacial, quer continuar resolvendo outros mistérios espaciais.

Em seguida, ele espera investigar bandas interestelares difusas: padrões de linhas escuras entre estrelas que não correspondem a nenhum átomo ou molécula que conhecemos.

“Bandas interestelares difusas são um grande mistério não resolvido”, diz ele. “Não sabemos por que a luz que chega à Terra muitas vezes tem pedaços arrancados.

“Este é apenas mais um mistério em um enorme inventário de coisas bizarras no espaço que ainda estamos para descobrir.”



Fonte original deste artigo

- Advertisement -spot_img

More articles

DEIXE UMA RESPOSTA

Please enter your comment!
Please enter your name here

- Advertisement -spot_img

Latest article