Acervo textual da Revista AstroNova
Edição 21 — páginas 1 a 20
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Assuntos identificados: astronomia, estrela, estrelas, sistema, terra, história, espacial, netuno, solar, planeta.
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REVISTA DE DIVULGAÇÃO DE ASTRONOMIA E CIÊNCIAS DA NATUREZA ATIVIDADES NA ESTAÇÃO ESPACIAL INTERNACIONAL AGENDA DOS LANÇAMENTOS ESPACIAIS Ano 06 - Nº 21 - Março/2019 Tour pelo Sistema Solar Os anéis de Júpiter Tour pelo Sistema Solar Os anéis de Júpiter História da Astronomia na antiguidade História da Astronomia na antiguidade Novidades do planeta Netuno Novidades do planeta Netuno AS CONTRIBUIÇÕES DA ASTRONOMIA O DRAMÁTICO FIM DAS ESTRELAS MASSIVAS O DRAMÁTICO FIM DAS ESTRELAS MASSIVAS A ORIGEM DA VIDA SOB UMA PERSPECTIVA CÓSMICA ATIVIDADES NA ESTAÇÃO ESPACIAL INTERNACIONAL AGENDA DOS LANÇAMENTOS ESPACIAIS AS CONTRIBUIÇÕES DA ASTRONOMIA A ORIGEM DA VIDA SOB UMA PERSPECTIVA CÓSMICA
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Editores: Maico Zorzan [email protected] Wilson Guerra [email protected] Redatores: Beatriz Araujo [email protected] Fernando Bortotti [email protected] Maico Zorzan [email protected] Rafael Cândido Junior [email protected] Wilson Guerra [email protected] Arte e Diagramação: Wilson Guerra [email protected] Neste começo de 2019 a astronáutica traz uma novidade há muito esperada. O lançamento bem sucedido da cápsula espacial Crew Dragon, da empresa SpaceX. Se tudo correr bem seu próximo lançamento levará astronautas da NASA para a Estação Espacial Internacional, interrompendo 9 anos da paralização de transferência de tripulação em sono americano desde o fim do programa Space Shuttle. Até então a NASA pagava carona com a Roscosmos (Rússia). Outra novidade, na área das Ciências Planetárias, é uma lua “fragmentada” do planeta Netuno. Denominada de Hippocamp, este satélite natural inesperado é o tema da matéria da física Beatriz Araújo, que contribui novamente com nossa revista este ano. Rafael Cândido Jr. continua sua série sobre as estrelas. Desta vez seu foco são as estrelas de grande massa, que possuem uma evolução muito mais complexa, e um fim ainda mais dramático. Fernando Bortotti discorre sobre os subprodutos e benefícios da astronomia, tanto no âmbito técnico como no intelectual. Maico Zorzan inicia uma sequência de estudos sobre a História da Astronomia. Nesta primeira parte trata da antiguidade, com um profunto e completo texto sobre este tema fascinante. Eu contribuo nesta edição tratando do tema da Vida sob um contexto cósmico, e de como a Terra teve influências naturais de todo o Universo para existirmos hoje. Uma ótima leitura a todos! Wilson Guerra GCAA AstroNova . N.21 . 2019 EXPEDIENTE EDITORIAL Capa: um close em disparos de gás e poeira da nebulosa de Órion Wilson Guerra GCAA Wilson Guerra GCAA Wilson Guerra GCAA
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SUMÁRIO Tour pelo Sistema Solar Os anéis de Júpiter 08 15 25 NETUNO: novidades sobre o gigante azul Ano 6 | Edição nº 21 | 2019 11 31 História da Astronomia: parte 1 Das cavernas à escrita cuneiforme A origem da Vida sob uma perspectiva cósmica 39O destino das estrelas massivas As contribuições da Astronomia
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Principais Lançamentos do TrimestrePrincipais Lançamentos do Trimestre ASTRONÁUTICA Foguete: Delta 4 (ULA) Carga: WGS 10, satélite geoestacionário de comunicações Local: base do Cabo Canaveral Data: 13/03/2019 Foguete: Pegasus XL Carga: ICON, satélite da NASA para estudos ionosféricos Local: base do Cabo Canaveral Data: março/2019 Foguete: Soyuz FG (RKK Energiya) Tripulação 58-S da Estação Espacial Internacional Local: Cosmódromo de Baikonur Data: 14/03/2019 RÚSSIARÚSSIA ESTADOS UNIDOS ESTADOS UNIDOS Foguete: Proton (RKK Energiya) Carga: Blagovest, satélite para internet rápida da Rússia Local: Cosmódromo de Baikonur Data: abril/2018 Foguete: Soyuz 2.1b (RKK Energiya) Carga: Glonass M, sistema russo de posicionamento global Local: Cosmódromo de Plesetsk Data: maio/2018 Foguete: Falcon Heavy (SpaceX) Carga: Arabsat 6A, satélite árabe de comunicações Local: base do Centro Espacial Kennedy Data: março/2019 Foguete: Atlas 5 (ULA) Carga: CST-100, teste não tripulado da cápsula espacial da Boeing Local: base do Cabo Canaveral Data: abril/2019 Foguete: Soyuz FG (RKK Energiya) Carga: Progress com mantimentos para a Estação Espacial Internacional Local: Cosmódromo de Baikonur Data: 04/04/2019
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Principais Lançamentos do TrimestrePrincipais Lançamentos do Trimestre ASTRONÁUTICA Foguete: Vega (ArianeSpace) Carga: PRISMA, satélite eletro-ótico de observação da Terra Local: Base de Kourou Data: 14/03/2019 EUROPAEUROPA Foguete: GSLV Mk.3 Carga: Chandrayaan 2, jipe robótico lunar Local: base de Sriharikota Data: abril/2019 ÍNDIAÍNDIA Foguete: Soyuz 2.1b (Arianespace Soyuz) Carga: O3b F5, satélite de banda larga Local: Sinnamary (Guiana Francesa) Data: 26/03/2019 Foguete: PSLV Carga: EMISat, satélite do governo da Índia - órbita polar Local: base de Sriharikota Data: 21/03//2019 NOVA ZELÂNDIA NOVA ZELÂNDIA Foguete: Electron (Rocket Lab) Carga: R3D2, teste com satélite de pequenas dimensões com antena Local: península Mahia Data: março/2019 Foguete: Vega (ArianeSpace) Carga: Falcon Eye 1, satélite de observação da Terra em alta resolução Local: Base de Kourou Data: maio/2019
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Principais atividades - dezembro/2018 a fevereiro/2019Principais atividades - dezembro/2018 a fevereiro/2019 Tripulação atualTripulação atual ESTAÇÃO ESPACIAL INTERNACIONALESTAÇÃO ESPACIAL INTERNACIONAL Próxima Expedição - Soyuz MS-12 (14/03/2019)Próxima Expedição - Soyuz MS-12 (14/03/2019) Cosmonauta Oleg Kononeko atualizou os detectores de fumaça da ISS e instalou equipamentos no módulo europeu Colombo Cosmonauta Oleg Kononeko atualizou os detectores de fumaça da ISS e instalou equipamentos no módulo europeu Colombo Missão demo-1 acopla com sucesso nave Crew Dragon sem tripulação na ISS. Missão demo-1 acopla com sucesso nave Crew Dragon sem tripulação na ISS. Crew Dragon conclui docagem automática na Estação Espacial Internacional. Crew Dragon conclui docagem automática na Estação Espacial Internacional. Tripulação realiza estudos de saúde: efeitos do espaço na mente e no coração. Tripulação realiza estudos de saúde: efeitos do espaço na mente e no coração.
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O Quíron é uma premiação inédita cuja regra será pontuar todas as atividades, registros observacionais e participações em mobilizações pelas instituições astronômicas brasileiras. O Quíron valorizará a produção do seu observatório, planetário, projeto ou clube de Astronomia. Aproveite as efemérides e fenômenos astronômicos de 2019 e participe! Prêmio Quíron de AstronomiaPrêmio Quíron de Astronomia VEJA REGULAMENTO EM
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Até 1979, pensava-se que Saturno fosse o únci com anéis do sistema solar. Mas aí a Voyager 1, em uma única imagem, mostrou ao mundo um sistemas tênue de anéis, que, mais tarde, revelou-se um conjunto composto por três partes. O anel principal tem cerca de 7.000 quilômetros de largura e apresenta uma borda externa abrupta a 129 mil quilômetros do centro do planeta. 08 O anel principal abrange as órbitas de duas luas menores, Adrastea e Metis, que podem atuar como fonte da poeira que compõe grande parte do anel. Em sua borda interna o anel principal se mescla gradualmente ao halo. O halo é uma tênue e ampla saliência de material com cerca de 20 mil quilômetros de espessura e que se estende da metade do anel principal até o topo de nuvens do planeta. Do lado externo do anel principal se encontra o amplo e cada vez mais tênue anel de gaze, que se estende além da órbita da lua Amaltea. Diferentemente dos intrincados e complexos padrões do anel de Saturno, Júpiter tem um único anel que é quase uniforme em sua estrutura. Ele provavelmente é Um Tour pelo Sistema Solar SISTEMA SOLAR Os anéis de JÚPITER
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composto de partículas de poeira com menos de 10 mícrons de diâmetro -cerca do tamanho das partículas da fumaça do cigarro. Ele se estende até um limite externo de cerca de 129 mil quilômetros do centro do planeta e interno de cerca de 30 mil quilômetros. A origem do anel é provavelmente o bombardeio de micrometeoros contra as luas minúsculas que orbitam dentro do anel. Os anéis e luas de Júpiter existem dentro de um intenso cinturão de radiação de elétrons e íons presos no campo magnético do planeta. Essas partículas e campos formam a magnetosfera joviana ou ambiente magnético, que se estende de 3 milhões a 7 milhões de quilômetros na AstroNova . N.21 . 2019 09 direção do Sol e em uma forma de biruta de vento pelo menos até a órbita de Saturno -uma distância de 750 milhões de quilômetros. A sonda Juno, que atualmente orbita o planeta, deverá nos trazer novidades. Referências : NASA Características dos anéis de Júpiter Nome Distância*LarguraEspessuraMassa Albedo Gase Halo Principal 129.200 km 100.000 km 122.800 km 850.000 km 22.800 km 6.400 km ? ? 0,1 km 0,1 km 20.000 kg 23 10 kg 0,5 0,05 0,05 *A distância é medida do centro do planeta até o início do anel. https://solarsystem.nasa.gov/ planets/jupiter/overview/
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www.grupocentauro.org Grupo Centauro de Astronomia Amadora Dois Vizinhos - Maringá (PR) divulgando a beleza do Universo revelada pela Ciência 1 AnosHá3
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11 Fernando Bortotti [email protected] Qual a importância da astronomia? Esta é uma pergunta que passa na cabeça de muitas pessoas. Este ensaio pretende tratar de alguns motivos que tornam esta ciência tão importante para o nosso desenvolvimento intelectual, social e cultural. A astronomia esteve muito bem enraizada nas diferentes culturas, já que é considerada a mais antiga das Ciências, pois desde os primórdios a espécie humana vem acompanhando o movimento dos corpos celestes, dando-lhes nomes (tanto para objetos celestes, As contribuições da ASTRONOMIA As contribuições da ASTRONOMIA ASTRONOMIA E TECNOLOGIA quanto para fenômenos), achando padrões e procurando explicações para a configuração do céu, as quais começaram com explicações de origem divina. Assim muitas culturas identificavam objetos celestes com seus deuses, além de tomar os seus movimentos no céu como profecias sobre o que estava por vir. Tomemos, por exemplo, os nomes das constelações: Andrômeda, a donzela acorrentada da mitologia grega, ou Perseu, o semideus que a salvou. Também a astronomia era usada para razões mais práticas, como por exemplo, calendários, marcar estações do ano, no cultivo da agricultura, saber o período das cheias de rios, na navegação, etc. Mas com o desenvolvimento do estudo da mecânica celeste a visão mística foi perdendo espaço para as explicações científicas, que se mostraram verdadeiras aproximações da realidade, e foram evoluindo com o passar do tempo (devido ao conhecimento já estabelecido e a novas tecnologias). Vale apena salientar que foi através da astronomia que os cientistas chegaram à conclusão de que existem leis inelutáveis (mas isso não foi da noite para o dia, levou vários séculos de estudos e dedicação, tivemos nesse tempo vários personagens), sendo ela que motivou o
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AstroNova . N.21 . 2019 12 espírito capaz de compreender de fato a Natureza. Dessa forma podemos comandar a Natureza, uma vez que descobrindo as suas leis e os seus segredos. Em um nível mais premente, a astronomia nos ajuda a estudar a forma de prolongar a sobrevivência de nossa espécie. Por exemplo, é fundamental estudar a influência do Sol no clima da Terra, como no tempo, na temperatura, etc. Além disso, o mapeamento do movimento de todos os objetos do nosso Sistema Solar, que nos permite prever as ameaças potenciais ao nosso planeta. Tais eventos podem causar grandes mudanças para o nosso mundo, como foi claramente demonstrado pelo impacto de um meteorito em Chelyabinsk , na Rússia, em 2013. Agora na sociedade moderna a Astronomia colaborou com todo o desenvolvimento tecnológico, tanto na área da saúde, quanto nas engenharias. Alguns dos exemplos mais úteis são os avanços em imagem e comunicação. Por exemplo, o Kodak Technical Pan é amplamente utilizado em espectroscopia e nas industriais, sendo originalmente criado para gravar as mudanças na estrutura da superfície do sol. O CCDs, foram utilizados pela primeira vez em astronomia em 1976. Dentro de poucos anos, eles tinham substituído o filme não só em telescópios, mas também em muitas câmeras pessoais. A melhoria e a popularidade dos CCDs é atribuída à decisão da NASA para usar a tecnologia de supersensível CCD sobre o Telescópio Espacial Hubble. Temos a criação do IDL que é utilizado para analisar amostras de núcleo ao redor campos de petróleo, bem como para a pesquisa de petróleo em geral. Na medicina temos a técnica de síntese de abertura, desenvolvido pelo astrônomo de rádio e ganhador do Prêmio Nobel, Martin Ryle. Esta tecnologia é utilizada em tomografia computadorizada, ressonância magnética , tomografia por emissão de pósitrons (PET) e muitas outras ferramentas de imagem médica. Junto com estas técnicas de imagem, a astronomia desenvolveu muitas linguagens de programação que fazem processamento de imagem muito mais fácil, especificamente IDL e IRAF. Essas línguas são amplamente utilizados para aplicações médicas. Também temos o desenvolvimento a Equipamento de tomografia por emissão de pósitrons Dispositivo CCD
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Henry Poincaré 1313 AstroNova . N.21 . 2019 rede local sem fio (WLAN). Em 1977, John O'Sullivan desenvolveu um método para melhorar as imagens a partir de um telescópio de rádio. Este mesmo método foi aplicado a sinais de rádio em geral, especialmente para aqueles que se dedicam ao fortalecimento de redes de computadores, que agora é parte integrante de todas as implementações de WLAN. Um espectrômetro de raios gama originalmente usado para analisar o solo lunar é agora utilizado como uma forma não-invasiva para sondar enfraquecimento estrutural de edifícios históricos ou de olhar para trás mosaicos frágeis. Além de vários softwares para processamento de imagens, ainda temos painéis solares, micro laser, computadores pessoais, satélites de comunicação, telemóveis, Sistema de Posicionamento Global (GPS) e tantas outras tecnologias criadas para a astronomia que depois passou a ser de uso popular. Observamos que principalmente na antiguidade a astronomia era algo mais prático, foi necessário seu desenvolvimento para a humanidade se desenvolver como sociedade. Mesmo após todas essas aplicações ainda há aqueles que não entendem a importância da Astronomia em nossa vida. E o que há de mais importante ou o mais belo da Astronomia não está nas aplicações apenas e sim no simples fato de observar o céu, ver como somos pequenos para o universo, ou pensar sobre a nossa origem cósmica, que vem da poeiras das estrelas. É essa visão, muitas vezes esquecida, que o matemático Henri Poincaré em seu livro “O Valor da Ciência (1904)” escreve de forma brilhante sobre a Astronomia. Vale a pena finalizarmos com um trecho deste seu livro, onde ele diz que a Astronomia “é útil porque nos eleva acima de nós mesmos; é útil porque é grande, é útil porque é bela; isso é o que se precisa dizer. É ela que nos mostra o quanto o homem é pequeno no corpo e o quanto é grande no espírito, já que nesta imensidão resplandecente, onde seu corpo não passa de um ponto obscuro, sua inteligência pode abarcar inteira, e dela fluir a silenciosa harmonia. Atingimos assim a consciência de nossa força, e isso é uma coisa pela qual jamais pagaríamos caro demais, porque essa consciência nos torna mais fortes”. Fernando Bortotti é astrônomo amador, professor e graduando em Física pela UEM Bibliografia Astronomia e educação: Rodolpho Caniato. Why is Astronomy Important?: Marissa Rosenberg, Pedro Russo, Georgia Bladon, Lars Lindberg Christensen
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Cápsula Crew Dragon, da empresa aeroespacial SpaceX, é lançada com sucesso em seu primeiro teste não tripulado para a Estação Espacial Internacional.
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15 Origem da Vida CÓSMICA sob uma perspectiva ASTROBIOLOGIAASTROBIOLOGIA Origem da Vida CÓSMICA Wilson Guerra [email protected] A Vida começou na Terra há cerca de 3,5 bilhões de anos. Sua origem é talvez uma questão tão antiga quanto a humanidade. De mitologias e metáforas, seu surgimento passou a ser problematizado de modo mais racional na Grécia Clássica. Para Aristóteles a Vida se gerava espontaneamente na Natureza. Girinos e crocodilhos viriam do lodo dos pântanos. Vermes se originariam da matéria morta putrefada. Chegou-se a "receitar" como se fabricar ratos: trapos sujos e com suor, jogados em locais úmidos com trigo. Depois de algum tempo os ratos surgiriam. Era a hipótese da Geração Espontânea, ou Abiogênese. Claro que essa "receita" é que atraía os ratos. Bem depois, experimentos como os de Luis de Pasteur e outros demonstraram que a vida continua da vida pré- existente. Apenas na segunda metade do século XX que cientistas de diferentes áreas uniram esforços para começar a resolver essa complexa questão, que separados não conseguiriam avançar. Surge a disciplina hoje universalmente denominada Astrobiologia, que estuda a Origem e a distribuição da Vida no Universo sob uma complexidade de fatores. De 1970 para cá muito se avançou sobre as questões do surgimento da Vida. Mas ainda há muito trabalho a fazer. Este artigo discorrerá brevemente sobre a atual compreensão científica da origem da Vida em uma perspectiva cósmica. O QUE É VIDA? A definição de Vida não é algo trivial, e ainda não está fechada na Biologia. Algumas propostas de Vida se aplicam melhor a alguns grupos, outras propostas a outros grupos, de modo que, para abranger toda a complexidade da Vida na Terra é necessário lançar mão de várias definições ao mesmo tempo. De qualquer forma, uma proposta de Vida bastante interessante foi feita pelo Químico Orgânico e sob uma perspectiva
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16 AstroNova . N.21 . 2019 Bioquímico da Nasa, Gerald Joyce. Ele elaborou a seguinte definição: "Vida é um sistema químico autossustentado capaz de sofrer evolução darwiniana" É uma definição muito genérica, mas se ajusta razoavelmente bem para a Vida como conhecemos. Se algum dia os astrobiólogos encontrarem formas de vida bioquimicamente diferentes da nossa em algum outro ponto do Universo, então talvez conseguiremos uma definição realmente universal para a Vida. A atual dificuldade vem justamente do fato de conhecermos um único tipo de vida: a da Terra. A QUÍMICA DA VIDA Este sistema químico autossustendado que A definição de Vida do Dr. Gerald Joyce foi adotada pelo programa de pesquisa de Astrobiologia da Nasa. A espiral da Vida A Terra se formou há cerca de 4,56 bilhões de anos. Cerca de um bilhão de anos depois a Vida surgiu em nosso planeta. denominamos Vida precisa de água líquida e moléculas orgâncas complexas: carboidratos, ácidos nucleicos, aminoácidos e lipídios. Todas essas moléculas biológicas são compostas dos mesmos elementos: os CHONPS - carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S). Outros elementos são encontrados em menores quantidades, para funções específicas em diferentes organismos, mas os CHONPS são comuns a toda a Vida. Eis uma questão: qual a origem destes elementos químicos? ASTROQUÍMICA A química das estrelas O universo é 99% feito de hidrogênio, o elemento químico mais simples. Sua forma isotópica mas abundante tem um próton no núcleo e um elétron na elestrosfera. Nuvens de hidrogênio no universo começaram a se comprimir devido a gravidade, tal como ocorreu com a nebulosa de gás e poeira que deu origem ao nosso Sistema Solar. Mas diferente de nosso sistema, nuvens de hidrogênio não conseguem formar planetas, pois só há nela, claro, hidrogênio. Desta forma
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então ejeta para o espaço todos esses elementos químicos criados no interior da estrela. É desta forma que o universo fornece os CHONPS para a Vida. Esta é a razão do astrobiólogo Carl Sagan dizer que somos todos poeira das estrelas. Mas a Vida não é apenas átomos de CHONPS isolados. É necessário que estes elementos se agrupem para formar moléculas de água e de várias matérias orgânicas complexas. 13 Lara Susan 3 premiações no concurso de Astrofotografia do 11º EPAST 17 apenas estrelas podem surgir da compactação gravitacional de nuvens de hidrogênio. Quando a região central da nuvem se torna suficientemente densa, compacta e aquecida, os núcleos de hidrogênio conseguem se colidir. Por uma sucessão de reações, 4 núcleos de hidrogênio se fundem e formam um núcleo de hélio (composto de 2 prótons e 2 nêutrons). Este processo é chamado Fusão Termonuclear. No momento que isto acontece, surge uma estrela. Muita energia é liberada e essa é a fonte da luz das estrelas. Conforme o hidrogênio é consumido na fusão nuclear, outros núcleos entram no processo. Assim começaram a formar-se núcleos de elementos mais pesados: lítio, carbono, nitrogênio, oxigênio... Uma estrela suficientemente grande consegue sintetizar até o núcleo do átomo de ferro. A partir de então uma série de eventos drástico se espalham pela estrela, culminando em uma colossal explosão denominada Supernova. Na iminência desta explosão, os elementos mais pesados que encontramos na tabela periódica são sintetizados. Na explosão, a supernova NUVENS MOLECULARES As nuvens moleculares estão distribuídas pelo espaço interestelar. Elas são enriquecidas quimicamente com os elementos sintetizados nas estrelas, jogados ao espaço pelas supernovas. A matéria nestas nebulosas encontra-se em uma densidade um pouco maior que o espaço interestelar, que é de cerca de 1 átomo por cm³. Assim uma ESO http://www.eso.org/public/archives/images/screen/eso9948f.jpg Em 1054 astrônomos chineses registraram o aparecimento súbido de uma estrela muito brilhante. Era uma explosão estelar. Ao observar com telescópios de hoje a região por eles registradas, vemos o resultado desta explosão: uma nebulosa. AstroNova . N.21 . 2019
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Número de átomos Tabela 1 - Moléculas interestelares e circunstelares - Shaw, Astrochemistry 18 "reunião" de átomos se torna mais viável nas nebulosas. Várias reações químicas começam a ocorrer e moléculas de substâncias um pouco mais complexas se formam. Análises espectroscópicas, ou seja, feitas a partir da luz e da radiação emitida pelas nebulosas interestelares, mostram uma grande riqueza molecular de substâncias químicas nestas nuvens (tabela 1). O Sistema Solar formou-se da condensação de uma nuvem molecular desse tipo. Portanto algumas destas substâncias já estavam na Terra desde sua formação. Outras vieram de cometas, asteroides e meteoritos que, ao cruzarem regiões internas e externas do Sistema Solar, trouxeram mais substâncias de maior complexidade para o nosso planeta. Sabe-se que praticamente toda a água existente em nosso planeta veio de fora. Análises feitas por sondas na matéria das caudas dos cometas Halley e Wild revelaram a presença de muitas substâncias orgânicas complexas, além da água. Também foram detectadas algumas pirimidinas, dentre elas a adenina, que é uma das bases nitrogenadas que compõe nada menos que o nosso DNA! Recentemente o pouso da sonda Philae, da ESA, no núcleo do cometa Churyumov-Gerasimenko poderá nos detalhar muito mais sobre a riqueza química que os cometas carregam e sua contribuição com a chegada de matéria orgânica na Terra primitiva. Os dados coletados pela ocasião da passagem do cometa Halley em 1986 e do cometa Wild-2 em 2004 mostram que cometas carregam grande quantidade de água e de compostos químicos orgânicos. Atualmente estão sendo estudados dados enviados pela sonda Rosetta e o pousador Philae, que investigaram o núcleo do cometa Churyumov-Gerasimenko. Cometa Halley 1986/NASA Núcleo do cometa Wild-2 2004/NASA Núcleo do cometa Churyumov-Gerasimenko 2014/ESA AstroNova . N.21 . 2019
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Descargas elétricas são comuns nas plumas vulcânicas, geradas pelas cinzas expelidas que se eletrizam no atrito com o vento. Estas descargas são a fonte de energia para a síntese de compostos orgânicos a partir de substâncias mais simples presentes na atmosfera e no material oriundo do vulcanismo. Figura 1 - Representação esquemática do experimento de Miller H, HO, CO 2 2 2 CH, NH... 4 3 Resultado: aminoácios, açúcares, glicina, ácido cianídrico, etc. eletrodos 19 QUÍMICA PRÉ-BIÓTICA Aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos, carboidrados, são compostos orgânicos complexos essenciais para a Vida na Terra. A síntese destes compostos antes da existência da Vida é o que se conhece em Astrobiologia como Química Pré-Biótica. Química Pré-Biótica na Terra A densidade de matéria na Terra é bem maior que nas nuvens interestelares. Isso significa que os "encontros" de átomos e moléculas é muito mais frequente. Reações químicas que poderiam levar milhões de anos nas nuvens interestelares ocorrem a todo momento aqui na Terra. Significa que a síntese de substâncias orgânicas importantes para a existência da Vida ocorre muito mais rapidamente no ar e nos mares de nosso planeta do que no meio interestelar, possibilitando a formação de compostos orgânicos de maior complexidade. O experimento de Miller Na década de 1960 Stanley Miller conseguiu sintetizar em laboratório uma série de compostos orgânicos complexos a partir de substâncias simples. Colocando em prática propostas do pequisador soviético Alexander Oparin e do britânico John Haldane, ele introduziu num bulbo de vidro gases que supôs representar a atmosfera primitiva da Terra: amônia, metano, hidrogênio molecular, vapor de água, entre outros. Eletrodos simulavam descargas elétricas de raios (figura 1). O sistema foi mantido assim, a 100º C, durante uma semana. A análise do material resultante que se formou revelou vários compostos orgânicos complexos, como aminoácidos, lipídios e açúcares. Atualmente sabe-se que as moléculas usadas por Miller para simular a atmosfera primitiva da Terra foram demasiado redutoras (muitos compostos hidrogenados). Mas seu mérito foi mostrar experimentalmente que a partir de compostos simples é possível sintetizar substâncias orgânicas complexas. Hoje se sabe que nas plumas vulcânicas ocorrem sínteses AstroNova . N.21 . 2019
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20 de matéria orgânica cujo mecanismo é muito parecido com o proposto por Miller. Muitos compostos orgânicos complexos podem ter sido sintetizados no passado por este processo. Fontes geotermais submarinas Muito calor originado da atividade geotérmica está presente nas fontes termais do solo oceânico. Associada a estas altas temperaturas estão as grandes pressões, que fazem aquelas águas profundas possuirem novas propriedades químicas, como a de ser solvente de substâncias orgânicas. Desta forma as fontes geotermais submarinas poder ser fábricas de compostos orgânicos complexos. Experimentos de laboratório que simulam as condições do ambiente destas fontes têm corroborado a proposta. Especula-se se fontes geotermais como estas existem nos fundos oceânicos de Europa, lua de Júpiter. Se sim, reações pré- bióticas poderiam ocorrer por lá. Ciclos de hidratação e desidratação Polimerização é o nome do processo onde várias moléculas iguais, os monômetros, se combinam em moléculas muito maiores, os polímeros. Esse tipo de reação ocorre nos ciclos de hidratação e desidratação, poças que molham e secam sucessivamente. As marés trazem águas com compostos orgânicos ao solo. Camadas de argila podem atuar para organizar a disposição dessas molégulas menores (monômeros). Em um determinado momento a ligação entre os monômeros acontece, formando polímeros orgânicos. Este processo contribuiu com a síntese de muita matéria orgânica complexa, necessária para a Vida. < 20º C pH ~5,5 Água oceânica Água da fonte Crosta Fontes geotermais submarinas As propriedades da água nas condições das fontes geotérmicas submarinas possibilita síntese de complexos compostos orgânicos, tendo assim um papel importante para a origem da Vida na Terra. Observações mostram que formas de vida simples são encontradas próximas destas fontes. Conforme as observações se afastam, vida diversificada passa a ser encontrada. Isto indica que a Vida pode ter surgindo nestes locais, para depois se adaptar e espalhar em outros ambientes. A origem da Vida talvez tenha sido extremófila. Processos de hidratação e desidratação AstroNova . N.21 . 2019