Fedorenta e venenosa, molécula pode ser forte sinal de vida extraterrestre

Fosfina está entre os gases mais fedidos e exóticos da Terra. Ele é encontrado nos lugares mais sujos, entre eles: montes de esterco de pinguins, profundezas de pântanos e entranhas de alguns peixes e texugos. Esse gás é altamente inflamável e reativo às partículas da nossa atmosfera.

Em geral, os seres vivos da Terra, especialmente os aeróbicos que respiram oxigênio, não produzem ou dependem da fosfina para sobreviver. No entanto, pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) descobriram que a fosfina é produzida por uma forma de vida menos abundante: organismos anaeróbicos como bactérias e micróbios, os quais não dependem de oxigênio para se desenvolver.

A equipe descobriu que a fosfina não pode ser produzida de outra forma na Terra, que não por esses organismos, avessos ao oxigênio. Isso faz dela uma bioassinatura.

Em artigo publicado, a equipe indica que se a fosfina fosse produzida em quantidades similares a do metano na terra, o gás geraria um padrão de luz característico na atmosfera de um planeta. Esse seria claro o suficiente para ser detectado por um telescópio como o Telescópio Espacial James Webb, a uma distância de 16 anos-luz.

Assim, se a fosfina fosse detectada em um planeta rochoso, seria um sinal evidente de vida extraterrestre.

Embora na Terra o oxigênio seja um sinal de vida, há outras coisas que produzem oxigênio.  Por isso, é importante considerar outras moléculas que podem não ser produzidas com tanta frequência, mas só são produzidas por seres vivos.

Banco de dados

Os pesquisadores estão montando um banco de dados de vestígios específicas de moléculas que podem ser bioassinaturas. Já foram reunidos mais de 16 mil candidatas, entre elas a fosfina.

A maior parte dessas moléculas ainda precisa ser caracterizada. E se uma delas fosse vista em um exoplaneta, os cientistas poderiam identificar se representa sinal de vida ou outra coisa.

Chegar à conclusão de que a fosfína é um sinal certeiro de vida não foi fácil. Pelos últimos dez anos a autora líder do artigo e cientista do Departamento de Ciências da Terra, Atmosfera e Planetária, Carla Sousa-Silva, dedicou seu trabalho a caracterizar completamente esse gás. O primeiro passo foi decifrar metodicamente as propriedades da fosfina e como ela é quimicamente distinta de outras moléculas.

A fosfina

Nos anos 1970 a fosfina foi descoberta nas atmosferas de Júpiter e Saturno, gigantes gasosos e quentes. Mais tarde, Sousa-Silva estabeleceu os comprimentos de onda que a fosfina deveria absorver, em sua tese para a University College of London. Durante o Ph.D., a autora começou a se perguntar se a fosfina poderia ser produzida também na Terra.

Portanto, no MIT em parceria com outros pesquisadores esse questionamento começou a ser respondido. A partir da pesquisa foi identificado que onde não há oxigênio a fosfina está presente.

Foi assim que os pesquisadores perceberam que a fosfina é muito tóxica para seres que gostam de oxigênio, mas para os que não gostam de oxigênio ela parece ser uma molécula muito útil.

Depois dessa percepção, os pesquisadores precisaram garantir que a fosfina não pode ser produzido por algo sem vida, para só então considerar como uma bioassinatura viável.

Para isso, eles passaram anos executando uma análise teórica exaustiva de caminhos químicos para ver se fósforo poderia ser transformado em fosfina de forma abiótica.

A fosfina é feita de um átomo de fósforo e três átomos de hidrogênio. É necessário uma quantidade muito grande de energia, como dos ambientes extremos de Júpiter e Saturno, para esmagar os átomos com força suficiente, uma vez que eles tendem a não se unir.

Levando em consideração essa característica da molécula, os cientistas consideraram as vias químicas e a termodinâmica envolvidas em vários cenários da Terra. Para assim identificar se eles poderiam produzir energia suficiente para transformar fósforo em fosfina. Depois de muita análise, os pesquisadores chegaram à conclusão de que apenas vida cria quantidades detectáveis de fosfina.

Detecção em exoplanetas

Para identificar se é possível detectar a presença da molécula em exoplanetas, os pesquisadores simularam a atmosfera de dois tipos de exoplanetas com composição semelhante a da Terra, mas pobres em oxigênio. Os tipos de atmosfera foram: rica em hidrogênio e rica em dióxido de carbono.

Na simulação foram introduzidas diferentes taxas de produção de fosfina e extrapolaram como seria o espectro de luz de determinada atmosfera, dada certa taxa de produção de fosfina.

Foi assim que eles identificaram que, como dito anteriormente, seria possível detectar uma quantidade de fosfina equivalente àquela de metano produzida na Terra, a 16 anos-luz de distância. Essa esfera do espaço cobre uma multidão de estrelas e, possivelmente, hospeda planetas rochosos.

Os resultados obtidos pela equipe ainda estabeleceram um processo, que pode ser repetido por outros pesquisadores, para a caracterização de outros dos 16 mil candidatos à bioassinatura.

fonte:via[MIT, Phys, Astrobiology]

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