Raios cósmicos podem explicar formação das misteriosas dunas de Titã

Ação dos raios sobre o gelo de acetileno permitiria a formação de matéria orgânica na superfície dessa lua de Saturno

Exemplos de duna de Titã (foto abaixo, da sonda Cassini) semelhante a duna da Namíbia (foto acima): material orgânico presente nela pode ser formado pela ação de raios cósmicos. Créditos: Nasa/JSC (acima); Nasa/JPL (abaixo)

Maior lua de Saturno, Titã é o único lugar do Sistema Solar, afora a Terra, que apresenta líquido na sua superfície, na forma de oceanos, lagos e rios. O satélite possui outra curiosidade: grandes desertos cobertos por dunas longitudinais que chegam a 100 metros de altura na sua faixa equatorial. A composição química dos elementos orgânicos presentes ali permanece um enigma; considera-se que o gelo de acetileno detectado perto das dunas pela sonda Cassini, da Nasa, seria sua matéria-prima principal.

Pesquisadores da Universidade do Havaí em Manoa demonstraram, por meio de experimentos de laboratório, que hidrocarbonetos aromáticos, como benzeno, naftaleno e fenantreno (possíveis blocos de construção do material orgânico das dunas), podem ser sintetizados com eficiência na superfície de Titã, via exposição galáctica do gelo de acetileno aos raios cósmicos. O estudo foi publicado na revista “Science Advances”.

“As dunas representam a bacia dominante de carbono na química orgânica de Titã”, disse Matthew Abplanalp, principal autor do estudo e pesquisador do Laboratório de Pesquisa WM Keck em Astroquímica e do Departamento de Química da Universidade do Havaí em Manoa. “Portanto, desvendar a origem e os caminhos químicos para formar esse material orgânico das dunas é vital não apenas para entender a evolução química de Titã, mas também para entender como as químicas de Titã e da Terra poderiam ter sido antes de a vida surgir na Terra, 3,5 milhões de anos atrás.”

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Abplanalp e colegas expuseram o gelo de acetileno a baixas temperaturas a bombardeios de raios cósmicos galácticos de alta energia. O processo converteu com sucesso moléculas simples de acetileno em moléculas orgânicas mais complexas. Segundo os cientistas, estas últimas podem atuar como matéria-prima molecular crítica para o material orgânico das dunas.

Mudança de percepções

“Esses processos acabam fornecendo os componentes moleculares não apenas para as dunas orgânicas de Titã, mas também para orgânicos em corpos sem ar em geral, como em objetos do Cinturão de Kuiper, como o planeta anão Makemake”, disse Ralf I. Kaiser, físico-químico da Universidade do Havaí em Manoa e coautor do estudo. “A síntese a baixa temperatura de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos [HAPs, ou PAHs, na sigla em inglês] a partir de gelo de acetileno representa uma mudança fundamental das percepções atualmente aceitas de que a formação de HAP ocorre apenas na fase gasosa a temperaturas elevadas de alguns 1.000 graus Kelvin, como nos processos de combustão.”

“No geral, este estudo representa um avanço na nossa compreensão das substâncias orgânicas complexas e do processamento químico fundamental de moléculas simples no espaço profundo e fornece um mecanismo cientificamente sólido e comprovado de formação de estruturas aromáticas em ambientes extremos em gelos de baixa temperatura”, acrescentou Kaiser. “Como Titã é rico em nitrogênio, a incorporação de nitrogênio nesses HAPs também pode levar a porções de carbono-nitrogênio (partes de uma molécula) prevalecendo na bioquímica contemporânea, como nas bases de nitrogênio encontradas no DNA e no RNA.”