ALMA detecta pela primeira vez metanol totalmente deuterado no espaço

O radiotelescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) detectou, pela primeira vez no espaço interestelar, uma forma de metanol em que todos os átomos de hidrogênio foram substituídos por deutério, uma versão mais pesada do hidrogênio. A molécula foi identificada ao redor de IRAS 4A2, uma protoestrela — uma estrela ainda em formação — localizada na nuvem molecular de Perseu, a cerca de mil anos-luz da Terra.

Imagem composta da nuvem molecular de Perseu e representação do metanol totalmente deuterado. A imagem não é uma fotografia da molécula. Crédito: Ekaterina Moerova/MPIfR; fundo: NASA, CXC, SSC, NOAO e DSS; representação molecular baseada em dados do PubChem.

Uma versão pesada do metanol

O metanol é um álcool simples, conhecido na Terra como álcool metílico. Sua fórmula habitual é CH₃OH. Na forma identificada pelo estudo, chamada metanol totalmente deuterado e representada pela fórmula CD₃OD, os átomos de hidrogênio foram substituídos por deutério, um isótopo mais pesado desse elemento.

Isótopos são versões de um mesmo elemento químico que têm o mesmo número de prótons, mas quantidades diferentes de nêutrons. O deutério tem um nêutron a mais que o hidrogênio mais comum. A molécula continua sendo metanol, mas sua composição isotópica fornece pistas sobre as condições químicas em que ela se formou.

O que o ALMA observou

A descoberta faz parte do programa COMPASS, que usa o ALMA para estudar a composição química de 11 estrelas jovens semelhantes ao Sol. O levantamento acumulou mais de 100 horas de observações e busca identificar moléculas pelas frequências características da radiação que elas emitem.

Ao analisar os sinais de IRAS 4A2, os pesquisadores identificaram CD₃OD junto com outras formas isotópicas do metanol. A detecção foi feita em dados obtidos com o ALMA e representa o primeiro registro interestelar robusto dessa molécula totalmente deuterada, segundo o estudo publicado na revista Astronomy & Astrophysics.

O programa também encontrou emissões chamadas masers de metanol em mais da metade das estrelas jovens examinadas. Um maser é uma emissão de rádio naturalmente intensificada por moléculas em condições físicas específicas; pode funcionar como um sinal brilhante que ajuda os astrônomos a estudar o ambiente ao redor de uma estrela em formação.

Uma pista sobre a química antes dos planetas

Protoestrelas nascem dentro de nuvens de gás e poeira. Nesses ambientes, moléculas podem se formar e passar por transformações antes de parte do material ser incorporada a discos onde planetas poderão surgir. Comparar diferentes formas de metanol ajuda os cientistas a investigar a temperatura, a composição e a história química desses locais.

A proporção de deutério encontrada nas moléculas pode servir como uma espécie de registro das condições em que elas se formaram. No caso de IRAS 4A2, o padrão observado não é reproduzido quantitativamente pelos modelos químicos atuais. A identificação de CD₃OD torna essa diferença ainda mais relevante para os pesquisadores.

Não é evidência de vida

Embora o metanol seja uma molécula orgânica — isto é, baseada em carbono —, sua detecção não indica a presença de vida. O resultado trata da química que ocorre em uma região de formação estelar e pode ajudar a compreender quais moléculas estão disponíveis durante as etapas iniciais da formação de sistemas planetários.

Os dados publicados são os primeiros resultados de uma análise mais ampla do programa COMPASS. A equipe continuará examinando outras moléculas nas 11 fontes observadas para entender como a composição química muda entre diferentes ambientes e fases da formação estelar.

Fontes:
Observatório ALMA — resultados iniciais do programa COMPASS
National Radio Astronomy Observatory — descoberta do metanol totalmente deuterado
Universidade de Copenhague — estudo sobre a detecção de CD₃OD