Detecção de metanol pesado em protoestrela revela quantidade cem vezes maior que a prevista

A detecção de metanol totalmente deuterado (CD3OD), também chamado de "metanol pesado", ao redor da protoestrela IRAS4A2 revelou que a quantidade dessa molécula no espaço é cerca de 100 vezes maior do que a prevista pelos modelos químicos atuais. O achado, publicado na revista Astronomy & Astrophysics, indica a existência de processos de formação química ainda desconhecidos no universo.

O estudo foi liderado por Arnaud Belloche, do Instituto Max Planck de Radioastronomia (MPIfR), em colaboração com diversas instituições, incluindo o Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), o Instituto de Pesquisa em Astrofísica e Planetologia (IRAP) de Toulouse, o Instituto Niels Bohr, o Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO) dos EUA, o Observatório Europeu Austral (ESO) e o Instituto de Pesquisa Pioneira RIKEN.

A descoberta na nuvem de Perseo

A observação ocorreu na protoestrela IRAS4A2, situada a 1.000 anos-luz de distância, dentro da nuvem molecular de Perseo. Utilizando o radiotelescópio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), localizado no Chile, os pesquisadores identificaram pela primeira vez uma molécula com quatro átomos de deutério — o hidrogênio pesado, que possui um nêutron adicional ao próton — substituindo os átomos de hidrogênio no metanol.

Essa detecção faz parte do programa COMPASS (Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys), que analisa 11 protoestrelas semelhantes ao Sol para mapear a presença de moléculas orgânicas complexas.

Formação e evolução química

A teoria vigente sugere que moléculas como o metanol e o isopropanol se originam na superfície de grãos de poeira gelada em nuvens de gás. Nesse ambiente, átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio reagem lentamente, construindo estruturas complexas antes mesmo do surgimento da estrela. Quando a protoestrela inicia seu brilho e aquece a região, essas substâncias evaporam e passam para o estado gasoso, tornando-se detectáveis por instrumentos de precisão.

Para a equipe de pesquisa, a deuteração funciona como um rastreador químico. Silvia Spezzano, chefe de grupo de pesquisa no MPE, explica que esse processo permite monitorar a evolução das moléculas durante a criação de estrelas e planetas, evidenciando como a complexidade química migra das nuvens interestelares para os sistemas planetários.

Lacunas nos modelos científicos

Além do CD3OD, a equipe identificou linhas espectrais que ainda não foram catalogadas. A suspeita é que se trate de outras variantes de metanol com múltiplos átomos de deutério, como o deuteróxido de dideuteriometilo (CHD2OD) e o álcool metílico monodeuterado e O-deuterado (CH2DOD).

Para confirmar essas hipóteses, o Centro de Estudos Astroquímicos do MPE desenvolve um programa de laboratório focado na espectroscopia de moléculas orgânicas complexas deuteradas. O objetivo é utilizar as substituições isotópicas como rótulos para compreender o crescimento da complexidade molecular.

O projeto COMPASS está publicando, ao todo, sete estudos que, somados, demonstram a diversidade de compostos orgânicos presentes no espaço, complementando o conhecimento sobre a existência de aminoácidos em asteroides e a capacidade de proteínas de se formarem autonomamente.