Doma­nio paºblico

De vez em quando, o Cintura£o de Kuiper e a Nuvem de Oort lana§am bolas de neve gala¡cticas feitas de gelo, poeira e rochas em nosso caminho: restos de 4,6 bilhaµes de anos da formação do sistema solar.

Essas bolas de neve - ou, como as conhecemos, cometas - passam por uma metamorfose colorida a  medida que cruzam o canãu, com muitas cabea§as de cometas assumindo uma cor verde radiante que fica mais brilhante a  medida que se aproximam do sol.

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

Astra´nomos, cientistas e químicos ficaram intrigados com esse mistério por quase um século. Na década de 1930, o fa­sico Gerhard Herzberg teorizou que o fena´meno se devia ao fato de a luz do sol destruir o carbono diata´mico (também conhecido como dicarbono ou C 2 ), um produto qua­mico criado a partir da interação entre a luz solar e a matéria orga¢nica na cabea§a do cometa - mas como o dicarbono não éesta¡vel , esta teoria tem sido difa­cil 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 esta reação química em um laboratório - e ao fazer isso, provou esta teoria de 90 anos correto.

"Provamos o mecanismo pelo qual o dicarbonato équebrado pela luz solar", diz Timothy Schmidt, professor de química da UNSW Science e autor saªnior do estudo.

"Isso explica por que o coma verde - a camada difusa de gás e poeira ao redor do núcleo - encolhe conforme um cometa se aproxima do Sol, e também por que a cauda do cometa não éverde."

O ator principal no centro do mistanãrio, o dicarbonato, éaltamente reativo e responsável por dar a muitos cometas sua cor verde. a‰ feito de dois a¡tomos de carbono unidos e são pode ser encontrado em ambientes extremamente energanãticos ou com pouco oxigaªnio, como estrelas, cometas e o meio interestelar .

O dicarbonato não existe nos cometas atéque eles se aproximem do sol. Quando o Sol comea§a a aquecer o cometa, a matéria orga¢nica que vive no núcleo de gelo evapora e entra em coma. A luz solar então quebra essas moléculas orga¢nicas maiores, criando dicarbonato.

A equipe liderada pela UNSW mostrou agora que, a  medida que o cometa se aproxima ainda mais do Sol, a radiação ultravioleta extrema quebra as moléculas de dicarbonato que criou recentemente em um processo chamado 'fotodissociação'. Esse processo destra³i 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 a  cauda.

 

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

"Acho incra­vel que alguém na década de 1930 tenha pensado que provavelmente éisso o que estãoacontecendo, atéonívelde detalhe do mecanismo de como estava acontecendo, e 90 anos depois, descobrimos que éo que estãoacontecendo", disse Jasmin Borsovszky , principal autor do estudo e ex-aluno do UNSW Science Honors.

"Herzberg foi um fa­sico incra­vel e ganhou o Praªmio Nobel de Quí­mica na década de 1970. a‰ muito emocionante ser capaz de provar uma das coisas que ele teorizou."

O professor Schmidt, que estuda o dicarbonato há15 anos, diz que as descobertas nos ajudam a entender melhor o dicarbonato e os cometas.

“O dicarbonato vem da quebra de moléculas orga¢nicas 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 orga¢nico estãoevaporando dos cometas. Descobertas como essas podem um dia nos ajudar a resolver outros mistanãrios espaciais."

Para resolver esse quebra-cabea§a, a equipe precisava recriar o mesmo processo qua­mico gala¡ctico em um ambiente controlado na Terra.

Eles conseguiram isso com a ajuda de uma ca¢mara de va¡cuo, muitos lasers e uma poderosa reação ca³smica.

"Primeiro tivemos que fazer essa molanãcula que émuito reativa para ser armazenada em uma garrafa", diz o Prof. Schmidt. “Nãoéalgo que possamos comprar nas lojas.

"Fizemos isso pegando uma molanãcula maior, conhecida como percloroetileno ou C 2 Cl 4 , e explodindo seus a¡tomos de cloro (Cl) com um laser UV de alta potaªncia."

As moléculas de dicarbonato recanãm-fabricadas foram enviadas atravanãs de um feixe de gás em uma ca¢mara de va¡cuo, que tinha cerca de dois metros de comprimento.

A equipe então apontou outros dois lasers ultravioleta para o dicarbonato: um para inunda¡-lo com radiação, o outro para tornar seus a¡tomos detecta¡veis. O impacto da radiação rasgou o dicarbonato, enviando seus a¡tomos de carbono para um detector de velocidade.

Ao analisar a velocidade desses a¡tomos que se movem rapidamente, a equipe pode medir a força da ligação de carbono em cerca de um em 20.000 - o que écomo medir 200 metros atéo centa­metro mais pra³ximo.

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

“Esta¡vamos 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 invisa­veis, então houve muitas facadas no escuro - literalmente."

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

"a‰ extremamente gratificante ter resolvido um enigma que remonta a  década de 1930."

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

Cometas brilhantes podem dar shows espetaculares para aqueles que tem a sorte de vaª-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 éque os cometas uma vez entregaram os blocos de construção da vida direto a  nossa porta.

"Esta pesquisa empolgante nos mostra o quanto complexos são os processos no espaço interestelar", disse o professor Martin van Kranendonk, astrobia³logo e gea³logo da UNSW que não esteve envolvido no estudo.

"A Terra primitiva teria experimentado uma confusão de diferentes moléculas portadoras de carbono sendo entregues a  suasuperfÍcie, 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 mistanãrios espaciais.

Em seguida, ele espera investigar bandas interestelares difusas: padraµes de linhas escuras entre estrelas que não correspondem a nenhum a¡tomo ou molanãcula que conhecemos.

“Bandas interestelares difusas são um grande mistério não resolvido”, diz ele. "Nãosabemos por que a luz que chega a  Terra muitas vezes tem pedaço s arrancados.

"Este éapenas mais um mistério em um enorme inventa¡rio de coisas bizarras no espaço que ainda estamos para descobrir."