Precursores da vida no espaço (em um “forno prebiótico”)

Com seus telescópios gigantes apontados para o céu, astrônomos voltam atrás no tempo para quando jovens galáxias estavam apenas começando a se formar…e as 1ªs gerações de estrelas brilhando num reino de hidrogênio e hélio. Nesse cenário pós Big Bang…uma questão-chave é…Quando estas estrelas e galáxias se formaram, também surgiu a vida?

Estrutura simulada do universo primordial. As galáxias tipo Via-Láctea descobertas por Barkana e Loeb poderiam ser os pontos brilhantes nos vértices desses filamentos galáticos. [Volker Springel, Lars Hernquist].

Os astrônomos Rennan Barkana … (Universidade de Tel- Aviv)…e Avi Loeb (Harvard/Smithsonian),  alegam ter detetado a primeira “evidência direta” de que galáxias tão grandes quanto a “Via Láctea” já haviam se formado … quando o universo ainda engatinhava…com uma idade menor que 1 bilhão de anos. E foi Loeb quem tentou explicar o artigo publicado na revista “Nature” de janeiro de 2003:

“De certo modo… é surpreendente que ‘grandes galáxias’ tenham se formado – de um modo tão rápido no…‘Universo primordial‘. — Mas nosso modelo … combinado com ‘outras observações’, proporciona evidências de…‘galáxias massivas‘, cerca de 700 milhões de anos após o Big Bang”.

Curiosamente…as “grandes galáxias”, descobertas por Barkana e Loeb, ainda permanecem hoje soltas por aí. Ao longo de bilhões de anos…como uma ‘corporação cósmica‘, surgindo de sementes espalhadas no ‘universo primitivo’, seguiram canibalizando galáxias menores, para se tornar enormes ‘galáxias elípticas‘ — imersas no centro de ‘aglomerados galáticos’.

Faróis distantes                                                                                                                            Para saber mais sobre o início do Cosmos, astrônomos estudam os quasares (abreviação    de “quase-estelares”) – objetos astronômicos muito distantes – e… os mais brilhantes já conhecidos… cuja luz viajou por bilhões de anos até chegar à Terra. – Sua luminosidade extraordinária é creditada à “alimentação” de ‘BNs supermassivos‘ … em seu interior.

O buraco negro age como o “motor” central de um quasar, engolindo enormes quantidades de gás, e ejetando grandes quantidades de radiação para o espaço, criando um farol, visível à bilhões de anos-luz… — Estudos de galáxias próximas têm mostrado que…a massa de um buraco negro tende a estar correlacionada com a massa de sua ‘galáxia hospedeira’. Assim, grandes galáxias têm grandes buracos negros…e vice-versa. Pensava-se que o mesmo fosse verdadeiro para os “buracos negros” do universo primordial… – mas, não existia nenhuma evidência para provar isso. – Nesse estudo, Barkana e Loeb…então forneceram essa prova.

Ao estudar espectros de quasares, a intensidade de sua luz em diferentes comprimentos   de onda, ou cores – havia sido registrado uma característica curiosa, mas que não tinha atraído a atenção. Alguns quasares mostravam um perfil ‘fracionado‘ em seus espectros. Barkana e Loeb, então, criaram um modelo computacional explicando o efeito espectral como sendo resultado do gás hidrogênio da galáxia hospedeira absorvendo parte de sua luz ao cair num quasar. Tal fenômeno é usado para medir a massa dessa mesma galáxia.

Desse modo, eles descobriram que os 2 quasares examinados,                                            com minuciosos espectros disponíveis… estavam em galáxias                                                  de tamanho compatível com a atual Via Láctea (sendo esta a                                                primeira medição direta da massa de uma “protogaláxia“).

‘Hubble capta luz fantasma de galaxias’

A ponta de um “iceberg cósmico”

De acordo com o “modelo hierárquico” de formação galática – as ‘estruturas iniciais’ a se formar no Universo, foram pequenas protogaláxias, contendo apenas alguns milhares de “massas solares”. — Durante  bilhões de anos…estas “protogaláxias” se canibalizaram – colidindo entre si…para então formar as galáxias que vemos hoje.

Este processo leva tempo – por isso é intrigante que galáxias relativamente grandes… – do porte da “Via-Láctea”, pudessem ter se formado…em menos         de 1 bilhão de anos. – Esse fenômeno        foi explicado…em detalhes, por Loeb:

“O que descobrimos é a ponta do iceberg. Estudamos os quasares mais brilhantes e os localizamos nas galáxias mais massivas existentes àquela época. Muitas mini-galáxias, também haviam ao redor, com cerca de 1 centésimo da massa da Via Láctea. – Porém,    não vemos essas protogaláxias porque mesmo contendo quasares, seriam mais fracas”.  Loeb também ressaltou que enquanto as massas em galáxias hospedeiras de quasares brilhantes eram semelhantes à Via Láctea…havia também, uma diferença importante:

“A Via Láctea tem um buraco negro no seu centro, com cerca de 3 milhões                            de massas solares. Estas galáxias iniciais, mesmo com reduzido tempo de                            formação – contêm ‘buracos negros’… de até 1 bilhão de massas solares.”

Até agora, Barkana e Loeb aplicaram este seu modelo a 2 quasares de alto redshift,          para os quais espectros de alta resolução estavam disponíveis. – Mais observações espectrais de quasares de alta velocidade de afastamento … (localizados a grandes distâncias) serão necessárias…para confirmar o modelo. (texto original) jan/2003

Com sede em Cambridge/Massachusetts, o ‘Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica’ faz parte de uma colaboração entre o Observatórios Astrofísico Smithsonian…e Harvard.  texto p/consulta: “The habitable epoch of the early universe” ## Abraham Loeb/2014 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

A evolução da complexidade biológica

‘Precursores da vida…no espaço’              “O primeiro… dos muitos processos químicos que levaram à vida no planeta provavelmente ocorreu… antes mesmo… da Terra se formar”.

Uma equipe internacional descobriu 8 novas  ‘moléculas complexas‘…e biologicamente importantes no espaço interestelar, usando o telescópio GBT (‘Green Bank Telescope‘).   

Para Jan Hollis, do Centro de Vôo Espacial Goddard – NASA, responsável pelo trabalho:  “Este feito único na busca de complexidade das moléculas no espaço traz a possibilidade de uma química prebiótica universal“…Estas 8 moléculas descobertas elevam a 141,    o total de tipos moleculares diferentes encontrados no espaço interestelar. Cerca de 90% desse total contêm carbono, as classificando assim como orgânicas…Todas as moléculas interestelares agora encontradas têm carbono, sendo formadas por…6 a 11 átomos, cada.

Estes resultados sugerem que uma evolução química ocorre no gás e na poeira, de onde surgem planetas e estrelas (a massa de uma nuvem interestelar é 99%, gás e 1% poeira.)  As descobertas do…‘GBT’…foram feitas em apenas 2 nuvens interestelares. As grandes moléculas se formam no espaço — a partir de estruturas menores — por 2 mecanismos principais… – No 1º…simples reações químicas acrescentam átomos a moléculas – que repousam na superfície de um grão de poeira. – O 2º envolve reações que ocorrem nas nuvens de gás. Artigo publicado no “Astrophysical Journal“. Agencia CyTA (out/2006) *********************************************************************************

“Descoberta sugere uma abundância de ‘matéria orgânica’ no espaço”                Moléculas prebióticas, construtoras da vida, podem estar espalhadas pelo espaço.

Astrônomos encontraram a maior molécula dotada de ‘carga elétrica negativa’, numa nuvem molecular.  Segundo artigo da revista ‘Nature‘,  trata-se de um composto orgânico,  indicando – que…os fundamentos químicos da vida, podem ser mais ‘comuns‘… – do que se imaginava.    A molécula (…cadeia de 8 átomos    de carbono mais 1 hidrogênio) foi localizada em uma ‘nuvem de gás’ (‘RY Tauri‘) nas cercanias de uma estrela moribunda… – a 450 anos-luz de distância, do nosso planeta.

Essa descoberta, juntamente com a de 3 moléculas orgânicas encontradas em 2006 abre    a possibilidade da ocorrência de diversas reações químicas… e sugere que – ‘moléculas prebióticas’ – que dão origem aos ‘complexos compostos orgânicos‘… – existentes nos seres vivos…podem surgir… – espontaneamente… – no Universo. (texto base, Jul/2007) **********************************************************************************

Descoberta estrela rica em…”moléculas da vida” (texto base) (23/07/2007) Astrônomos anunciam a descoberta de uma gigantesca estrela…rica em oxigênio, e  moléculas necessárias à evolução de vida… — tal como a que conhecemos na Terra.

‘The red hypergiant star, VY Canis Majoris’

A estrela é a VY Canis Majoris, identificada por radiotelescópios, ficando a cerca de 5.000 anos luz da Terra. O astro é 1/2 milhão de vezes mais luminoso que o Sol, e só brilha no infravermelho… – É uma estrela “supergigante”, com 25 massas solares… – sendo tão grande que seu volume encheria toda órbita de Júpiter… Todavia, por ser tão grande – essa estrela perde massa … tão rapidamente, que…dentro de 1 milhão de anos explodirá. – Aliás, parte de sua atmosfera já desapareceu, estando sua superfície rodeada por uma mistura de oxigênio e carbono… 2 dos elementos indispensáveis na formação da vida. Sobre isso, Lucy Ziurys…diretora do Observatório do Arizona/EUA – assim relatou:

“Não acredito que alguém tivesse previsto que a VY Canis Majoris                     fosse uma fábrica de moléculas. Foi algo totalmente inesperado.”

Entre as moléculas descobertas na estrela, estão as de cloreto de sódio (sal comum), assim como outras nas quais há uma mistura de fósforo e nitrogênio. Segundo Ziurys, elas fluem da estrela para o meio interestelar, que é o gás difuso que há entre as estrelas… Em última instância, este gás acaba por se condensar em grandes, e densas “nuvens moleculares“.  ************************************************************************************

Cientistas demonstram que ‘campo estelar’ é helicoidal… (31/10/2007)                  Uma equipe britânica de cientistas demonstrou pela primeira vez, que o campo magnético das estrelas que começam a se formar tem uma estrutura helicoidal.

Em um artigo, recém publicado na revista científica Nature…Antonio Chrysostomou, e um grupo de cientistas da Hertfordshire University – GRB revela que…em estrelas muito jovens, os discos de acreção que as rodeiam … responsáveis pela formação destes astros … liberam ‘jatos de gás‘ ao longo do eixo de rotação…num fenômeno chamado difusão ambipolar, onde um notável campo magnético…tanto daria  origem…como controlaria sua ‘estrutura’.

“Enquanto o colapso diminui as nuvens…a rotação se acelera…mais e mais; dissipando parte desta energia rotatória…na contração da estrela”. Dessa forma, os pesquisadores detalham como as estrelas jovens se formam; a partir do colapso de uma nuvem de gás, que se contrai – ganhando, portanto…densidade, devido à ação da ‘força gravitacional’.    Segundo a pesquisa, o responsável por tornar isto possível é o ‘campo magnético da nuvem‘ – que permite que uma rotação rápida enrole este campo magnético, em uma estrutura helicoidal capaz de dissipar parte da matéria – eliminando a energia rotativa        dos gases, e fazendo assim… – com que a estrela continue a…”colapsar”. (Agência EFE) *********************************************************************************

Anel de poeira ao redor da estrela HR4796A

Vida pode estar espalhada… pelo Universo Astrônomos nos EUA acabam de descobrir sinais de ‘moléculas orgânicas’ altamente complexas no disco de poeira, em volta de uma estrela distante.

Em trabalho publicado no… Astrophysical Journal Letters, J. Debes e Alycia Weinberger, do Instituto Carnegie, e Glenn Schneider – da Universidade do Arizona descrevem observações em infravermelho da estrela HR 4796A – a partir do espectrômetro do telescópio espacial Hubble…Verificou-se assim, que o espectro de luz visível, e… infravermelha da poeira estelar, era muito avermelhado … devido a grandes moléculas orgânicas, chamadas ‘tolinas’.

O espectro, contudo, não se assemelha ao de outras substâncias vermelhas, como o óxido de ferro. Tolinas não se formam naturalmente, hoje em dia, na Terra, porque o oxigênio da atmosfera as destruiria rapidamente…mas estima-se que teriam existido há bilhões de anos, e seriam as precursoras das biomoléculas…que formaram os organismos terrestres.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Tolina

Tolinas já foram detectadas no Sistema Solar, em cometas; e em Titã … sendo responsáveis pelo tom vermelho da lua de Saturno…Esse novo estudo é o 1º a identificar essas grandes ‘moléculas orgânicas’ fora do Sistema Solar…Como a estrela HR 4796A, de apenas…8 milhões de anos, está em seu estágio final de formação planetária – a descoberta sugere que esses “blocos básicos de vida“…sejam comuns em ‘sistemas planetários‘. Essa estrela se encontra    a 220 anos-luz da Terra…(‘constelação Centauro‘).    O ‘disco de poeira’ em volta da estrela foi formado por multi-colisões de pequenos corpos do sistema, tipo cometas e asteroides…Segundo o estudo, tais corpos podem transportar…”moléculas orgânicas” para qualquer planeta – incluído em seu ‘sistema’.

Astrônomos estão começando a olhar para planetas em torno de                                              estrelas diferentes do Sol. A HR 4796A tem massa 2 vezes maior,                                            e, é 20 vezes mais luminosa. Estudar esse sistema fornece pistas                                              para entender as diferentes condições de “formação planetária”,                                              sob as quais, talvez a vida possa evoluir. ‘texto base‘ (jan/2008)  ************************************************************

Aminoácidos em cometa reforçam teoria da panspermia (ago/2009)                      “Nossa descoberta apoia a ideia de que os ingredientes da vida…formaram-se                      no espaço…e foram trazidos por cometas e meteoritos.” (Jamie Elsila, NASA) 

Elsila e colegas comprovaram pela primeira vez a existência de um aminoácido:                    glicina, nas amostras do cometa Wild-2 coletadas pela sonda espacial StarDust.                      A glicina é utilizada pelos seres vivos para formar proteínas. Estas, por sua vez,                estão em quase tudo… — desde a estrutura dos cabelos — até nas enzimas … os “catalisadores naturais” — que aceleram ou controlam as… “reações químicas”.                  Da mesma forma que as letras do alfabeto podem ser arranjadas…para formar                    todas palavras…20 aminoácidos se combinam para formar milhões de tipos de                  proteínas. O que foi detectado na poeira do cometa foi um desses aminoácidos.

Imagem real de uma partícula de poeira do cometa e seu rastro no aerogel que a coletou.

O trabalho não foi fácil. Basta lembrar que a sonda StarDust – trouxe amostras da poeira deixada pelo cometa em 2006. – E, somente agora ficou demonstrado, com uma margem de erro mínima, que a glicina de fato veio do cometa. – O problema no caso, foi a mínima quantidade de ‘glicina’ contida na lâmina de alumínio e no…‘aerogel‘…o sólido mais leve que existe – e que foi exposto ao espaço…ao longo da missão da NASA – projetada para coletar minúsculas partículas de poeira…da cauda do cometa — Wild 2 … que durante a operação espacial, se introduziram em seus poros (sendo então localizadas…pelo rastro, materializado no aerogel do objeto coletor).

Esses pequenos grãos já demonstraram a importância de que amostras espaciais sejam coletadas e trazidas para a Terra. Com base nelas – descobriu-se que cometas são mais parecidos com asteroides do que prediziam as teorias … foram propostas alterações na teoria sobre a formação do Sistema Solar…e foram encontradas razões suficientes para fundamentar a ideia da vida ter se originado no espaço…chegando à Terra em cometas        e asteroides. – A identificação do aminoácido vem coroar essas descobertas anteriores.

Contaminação de vida

A glicina foi identificada logo no início do estudo das partículas do cometa Wild-2,          mas sua quantidade era tão pequena…que não foi possível descartar a hipótese de              que ela poderia ter se originado de alguma contaminação … aqui mesmo da Terra,          onde se encontra glicina por todos os lados. E sobre esse assunto Elsila comentou:            “Nós de fato analisamos as folhas de alumínio que ficam nas laterais das câmaras              que sustentam o aerogel…À medida que as moléculas de gás passavam através do            aerogel, algumas delas grudavam no alumínio… – Por 2 anos nosso equipamento                foi testado e desenvolvido…para torná-lo preciso o suficiente para essas análises”.

Para descartar a contaminação – os cientistas compararam a quantidade de dois isótopos  de carbono, cuja proporção na glicina encontrada na Terra é bem conhecida. Uma glicina formada no espaço tende a ter mais isótopos de Carbono 13 – que é mais pesado do que o Carbono 12. Como explicou Elsila…“Nós descobrimos que a glicina que a StarDust trouxe tem uma assinatura extraterrestre em seus isótopos de carbono, indicando sua origem no cometa”. E o Dr. Carl Pilcher, diretor do Instituto de Astrobiologia da NASA concluiu…“A descoberta da glicina num cometa suporta a ideia de que os ‘blocos fundamentais da vida’ estão por todo espaço, e que a vida pode ser mais comum do que se pensava”. (texto base)  ***********************************************************************************

Vida pode ter surgido dez bilhões de anos antes do que pensávamos (fev/2014)

Vida pode ter surgido 10 bilhões de anos antes

Em um artigo de dezembro/2013, à revista ‘Astrobiology‘…o astronômo Avi Loeb — da ‘Harvard University’, sugeriu que, 15 milhões de anos pós Big Bang a variação da temperatura da “radiação cósmica de fundo“ era de 0º a 30º Celsius, o bastante para manter água líquida em superfícies.

Ao dispensar o “calor de estrelas”      por perto, a vida no Cosmo neste momento, já poderia ter surgido, provavelmente ao menos através    de…”moléculas pré-bioticas“. 

Isso é particularmente impressionante, porque as primeiras evidências de vida na Terra tem apenas 3,5 bilhões de anos. A proposta de Loeb somaria mais de 10 bilhões de anos para essa linha do tempo da “vida no Universo”…estando este com 13,8 bilhões de anos. Mas então, o que aconteceu antes da Via Láctea e suas estrelas se formarem; quando as  1ªs estrelas eram bem mais massivas que o Sol, e as galáxias bem menores que a nossa?    Loeb acha ser possível que nesse período logo após o…’Big Bang‘, que ele chama de…a ‘era habitável‘ – uma… “semente da vida”… tenha se espalhado pelo Universo inteiro.

Nesta imagem, capturada na luz do infravermelho, há mais de 13 bilhões de anos atrás, temos um instantâneo do Universo a cerca de 380 mil anos pós… “Big Bang” – quando ainda não havia – nem estrelas…muito menos galáxias. Algumas regiões de gás quente, mais densas do que em outras áreas – possibilitaram então…a formação de  estrelas, e galáxias – devido ao esfriamento … (pela expansão) do que era o ‘Universo primordial’.

Todavia, por milhões de anos este universo esteve numa espécie de estado intermediário, entre o gás irregular e a fria escuridão em que atualmente as galáxias estão mergulhadas.  É aí que se situa a…”era habitável” de Loeb … onde as primeiras “estruturas moleculares” se formaram cerca de 10 a 20 milhões de anos após o ‘Big Bang’, com redshift 100<(1+z)<110 e temperatura entre 0º e 30ºC.  Nessa época, na verdade, ainda não havia galáxias, apenas “estrelas primordiais” gigantes – provavelmente, envoltas em…”matéria escura”.

“Quando fizemos simulações dessas primeiras estrelas… encontramos          que elas foram dezenas…a centenas de vezes mais massivas que o Sol;      sendo bem possível que…flutuando isoladas…elas possuíssem mundos rochosos assim como planetoides girando em sua órbita”…disse Loeb.

E é aí que as coisas começam a ficar interessantes. Hoje em dia quando astrônomos descobrem um “exoplaneta“…a notícia é geralmente acompanhada pela informação decepcionante, de que ele não está em uma ‘zona habitável‘, isto é…a órbita exata necessária para manter a água em ‘estado líquido’…Se o planeta está muito perto de        sua estrela…toda água já evaporou – estando muito distante…a água está congelada.

Dado que a vida…como a conhecemos, exige água – a maioria supõe que, esta só pode se desenvolver…em um planeta na “zona habitável” de seu sistema solar. Mas, no Universo primordial…como Loeb especula em seu artigo – tudo teria sido uma “zona habitável“.

Simulação do universo primordial, com matéria escura (avoids), gases (azul) e aglomerados de galáxias (amarelo)

De 10 a 20 milhões de anos após o Big Bang, o Universo ainda estava imerso no gás quente da ‘CMB’…mas este havia arrefecido para uma temperatura…que manteria a água líquida, não importa a que distância o planetoide estivesse em relação à sua própria estrela. Assim, a temperatura ambiente do Universo forneceria calor suficiente, para transformar gelo em água. Por conseguinte, essa seria uma “era habitável“. Contudo, teria sido um momento estranho para a vida evoluir…pois, grande parte dos blocos de construção da vida na Terra, como carbono e metais, só existem devido à explosões estelares (‘supernovas’), sinalizando a morte de “estrelas massivas”… – Num universo onde tão poucas estrelas tinham nascido, menos ainda teriam morrido. E por isso, poucos elementos da tabela periódica já existiam; sendo matéria sólida uma anomalia. – Estrelas seriam raras…e bastante afastadas entre si.

Ainda assim…as raras estrelas e planetas formariam regiões mais energéticas – num mar primordial de gás quente. Haveria energia suficiente para dar início à química prebiótica,   e água em estado líquido sobre a superfície de planetesimais atmosféricos…Além disso, o relativo isolamento desses mundos os livraria de ameaças externas, como bombardeio de asteroides e radiação cósmica, 2 perigos que quase extinguiram a vida na Terra, por mais de uma vez. – A “era habitável” pode ter sido um tempo estranho e solitário para se estar vivo…no entanto, nesse caso, a vida poderia ser muito menos rara do que imaginávamos:

“É quase como que uma “revolução” em nossas vidas… Por muito tempo adotamos o sentimento de uma vida só na Terra; sendo o universo uma “zona morta”. Porém, talvez ele esteja mais… para um organismo vivo”.

‘Descoberta mudança climática em escala cósmica’

Se a vida tornar-se um ‘ingrediente’ importante no desenvolvimento do Cosmos … ela derruba a noção dos seres humanos como observadores privilegiados… – sugerindo muitos outros (olhos no céu) mesmo antes que nosso sol sequer se iluminasse.      Para Loeb, essa ‘era habitável‘ traz uma visão mais profunda do nosso Universo…onde a vida poderia ser,  um extraordinário bem comum. O problema atual, é detetá-la lá fora:

“Astrônomos estão tentando criar instrumentos capazes de encontrar                                  vida em outros mundos… – talvez sinais indicadores de moléculas de                                    oxigênio… – as quais… geralmente… são criadas por formas de vida.” 

Comentário do Blog — É perfeitamente possível imaginar que a essa idade do Universo,  e com essa temperatura de fundo; tanto nas ‘superestruturas‘ quanto na infraestrutura molecular… (‘Did life begin in Space?’) — tenham proliferado “componentes orgânicos”, graças a esse ‘forno prebiótico’, e…às ‘nuvens moleculares‘. (texto base) (Texto original)  ***********************************************************************************

1ªs estrelas teriam se formado 180 milhões de anos pós Big Bang (mar/2018)    Em estudo publicado na revista “Nature”… – astrônomos do ‘MIT‘…e da “Universidade Estadual do Arizona” – informam que… uma antena de rádio do tamanho de uma mesa, numa região remota do oeste da Austrália – captou fracos sinais de “gás hidrogênio” do ‘Universo primordial’ – indicando um Universo bem mais frio do que então se esperava.

Os cientistas detetaram o hidrogênio primordial usando EDGES (Experiment to Detect Global EoR Signature), uma antena de rádio do tamanho de uma pequena mesa, localizada numa remota região do oeste da Austrália, com poucos sinais de rádio humanos para interferir com as ondas de rádio do universo distante, captadas de todo o céu pelo exótico aparelho (CSIRO)

Segundo a pesquisa…orientada pelos cientistas Judd Bowman…da Arizona State University … e Alan Rogers…do ‘Observatório Haystack‘ (MIT) foram rastreados sinais…há 180 milhões de anos após o Big Bang…fazendo dessa descoberta a evidência de hidrogênio mais antiga já detetada… Além disso, pelo…”estado do gás”…eles puderam confirmar uma ‘radiação ultravioleta’ gerada por estrelas primordiais num universo opaco. Como resultado…os átomos de hidrogênio “absorveriam”        a radiação de fundo – uma mudança fundamental…captada na forma das ondas de rádio – como disse Rogers:

“Esta é o primeira real evidência de que as estrelas, cerca de 180 milhões de anos após o Big Bang, estavam começando a se formar, e começando a afetar o meio em torno delas.    O que está acontecendo neste momento…é que algumas das radiações daquelas estrelas pioneiras permite que o hidrogênio seja notado. – Ao começar a absorver a ‘radiação de fundo’, é possível então observarmos sua silhueta, em específicas frequências de rádio“.

Certas características nas ondas de rádio detetadas também podem sugerir que o gás hidrogênio e o universo como um todo devem ter sido duas vezes mais frio do que os cientistas previamente estimavam…com uma temperatura de cerca de 3 graus kelvin. Rogers e seus colegas não sabem com certeza por que o universo inicial estava muito    mais frio; mas existe a hipótese… da influência de interações com a “matéria escura”.

Uma radiação bem característica                                                                                          Antes do aparecimento das primeiras estrelas… o universo estava envolto na escuridão,  e o hidrogênio, seu elemento mais abundante, era praticamente invisível, incorporando um estado de energia que era indistinguível da radiação de fundo cósmica circundante.

The Early “Stelliferous” Era

Os pesquisadores usam o ‘EDGES’ para tentar detetar o ‘hidrogênio’…durante a evolução mais primitiva do universo…e assim identificar quando as 1ªs estrelas    se ativaram. – O aparelho foi projetado para capturar ‘ondas de rádio’ emitidas    de um período na história do Universo, conhecido como…’Era da Reionização’; quando supõe-se que luminosas fontes primárias… como estrelas…quasares, e galáxias surgiram no universo, fazendo      o meio intergalático, basicamente feito  de gás ‘hidrogênio neutro’…se ‘ionizar’.

Os cientistas julgam que a ativação das primeiras estrelas forneceu a radiação ultravioleta necessária a mudanças na distribuição dos ‘estados de energia’ dos átomos de hidrogênio. Essas mudanças induziram o único elétron do hidrogênio a girar em alinhamento…direto ou oposto ao giro do seu próton fazendo o gás de hidrogênio se desacoplar da radiação de fundo. Em consequência desse fenômeno global, essa radiação começou a ser emitida, ou absorvida, com um comprimento de onda característico de 21 centímetros…equivalente a uma frequência de 1.420 MHz… À medida que o universo se expandia ao longo do tempo, essa radiação se tornou mais… “deslocada para o vermelho”… com frequências reduzidas; atingindo a Terra – já deslocada para uma faixa de frequência … de 100 a 200 megahertz.

Mergulhando em “ondas de rádio”                                                                                        “O grande desafio técnico…é que fontes de ruído podem valer mil vezes o sinal procurado“.

No entanto, quando os pesquisadores analisaram dentro desse intervalo, eles inicialmente não conseguiram pegar muito de qualquer sinal. Eles perceberam que os modelos teóricos haviam predito que o hidrogênio primordial deveria emitir dentro desse intervalo se o gás fosse mais quente do que o meio circundante…Mas, e se o gás fosse de fato mais frio?…Os modelos preveem o hidrogênio absorvendo radiação sobretudo na faixa de 50 a 100 MHz.

Efetivamente, os pesquisadores observaram um…’perfil de absorção’… como um mergulho nas ondas de rádio, em torno dos 78 MHz, frequência correspondente a aproximadamente 180 milhões de anos após o ‘Big Bang‘… Mais forte e profundo do que os modelos teóricos preditos … o mergulho sugeria que o gás hidrogênio era mais frio do que então se pensava. Além disso, o perfil das ondas de rádio também correspondia às previsões teóricas do que seria realmente produzido, se o hidrogênio fosse influenciado pelas “estrelas primordiais”.

“A marca desta característica de absorção está fortemente                    associada às estrelas primordiais…fonte mais plausível de                radiação, que produziria esse inédito sinal do hidrogênio”.

Os pesquisadores dizem que esta nova deteção…levanta a cortina de uma fase obscura na evolução do universo – sendo improvável que possamos anteceder a história das estrelas,    em nossa visão cósmica. O trabalho assim, por uma nova técnica promissora, é o 1º olhar para um período particularmente importante no universo… quando as primeiras estrelas    e galáxias começaram a se formar… sendo os 1ºs dados de observação direta dessa época,  abrindo caminho para uma era de grandes descobertas astrofísicas. (texto base; original)  ******************************(texto complementar)*******************************

Existe uma biologia universal que possa explicar vida alienígena?  (fev/2019)

Rede bioquímica global. Representa a bioquímica da biosfera, ecossistemas e organismos individuais, como moléculas conectadas que participam de reações compartilhadas, revelando leis de escala comuns em diferentes níveis de organização biológica. [Hyunju Kim]

Ao pensamos na vida na Terra, podemos pensar em exemplos individuais… assim variando… — de bactérias … a elefantes. Porém, quando astrobiólogos estudam a “vida” — eles precisam considerar…não apenas…”organismos individuais”…mas também ecossistemas e a biosfera como um todo — para então, poder incluir em seus argumentos a possibilidade de vida como não conhecemos… incluindo tipos de vidas exóticas… como – por exemplo,  vida à base de silício…Nesse sentido, na astrobiologia há um interesse crescente em saber se a vida, como conhecemos, é realmente — um processo característico da história evolutiva da Terra, ou se…ao contrário… – poderia ser governada por “princípios organizadores“ mais gerais.

Se existirem princípios gerais que possam explicar propriedades comuns a toda a vida na Terra, então se poderá supor que esses princípios sejam universais para toda a vida – até mesmo para a vida em outros planetas… – Se existir algo como uma “biologia universal”, isso teria implicações – não somente à busca de vida além da Terra…mas também para a engenharia da vida sintética em laboratório…e, resolução do mistério da ‘origem da vida’.

Rede em nível de biosfera, com compostos bioquímicos usados em (A) todos os 3 domínios da vida, (B) arquea, (C) eucareia e (D) bactérias. [Hyunju Kim et al.]

Lógica da bioquímica

Pesquisas anteriores nessa área, focaram principalmente…em níveis específicos de organização biológica, como ‘organismos individuais’…ou comunidades ecológicas. Tais níveis formam a hierarquia, onde os indivíduos são compostos de “moléculas interagentes“, e ecossistemas de sujeitos interagindo entre si…Agora, uma equipe de cientistas da Arizona State University, EUA … ultrapassou os níveis individuais dessa hierarquia…partindo para estudar  a própria ‘hierarquia‘ — concentrando a pesquisa na “biosfera“ — como um todo.

O biólogo Hyunju Kim…autor principal    do trabalho, assim comentou o assunto:

“Para entender os ‘princípios gerais’ que regem a biologia, precisamos                                entender como os…‘sistemas vivos‘…se organizam ao longo dos níveis,                                  de uma forma global – e não apenas dentro de um determinado nível”.

A equipe acredita ter demonstrado que a bioquímica, tanto ao nível de organismos, como dos ecossistemas, é governada por “princípios gerais de organização“. E, como defende o pesquisador Harrison Smith, membro da equipe: “Isso significa que há uma lógica para a organização da bioquímica em escala planetária…Os cientistas têm falado sobre esse tipo de lógica há muito tempo, porém – até agora… eles têm tido dificuldade em quantificá-la. Quantificar isso…pode nos ajudar a restringir o modo como a vida surge em um planeta.”

Vida como “processo planetário”

Nesta pesquisa a equipe construiu redes bioquímicas usando um banco de dados global de 28.146 genomas e metagenomas anotados, e 8.658 reações bioquímicas catalogadas. — Os dados revelaram ‘leis de escala‘ que governam a diversidade bioquímica e a estrutura da rede, compartilhadas entre ‘níveis de organização’ – dos indivíduos aos ecossistemas…e, à biosfera como um todo. E a astrobióloga/física teórica Sara Walker (ASU), ainda concluiu:  “Compreender os princípios de organização da bioquímica em ‘escala global’…nos permite entender melhor o ‘processo planetário’ como a vida funciona. A capacidade de identificar com mais rigor propriedades universais da vida na Terra…também dará aos astrobiólogos novas ferramentas quantitativas – tanto no laboratório, quanto em outros mundos – para guiar nossa busca por vida alienígena”.  Baseado em artigo de Karin Valentine (texto base)  **********************************************************************************  

Para que Ciência explique a vida, precisamos ampliar o Universo (mar/2020)  Podemos estar mais longe do que pensávamos de responder a uma das mais intrigantes questões existenciais da humanidade: Saber, exatamente, de que forma a vida começou.

A ‘humanidade‘ sempre foi curiosa a respeito da vida e de seu surgimento. Desde nossos ‘primeiros pensadores’ tentamos a todo custo entender – de que maneira poderia ter surgido — a vida na Terra. — E o fato concreto, é que…nada do que acontece hoje por aqui…tem potencial para reproduzir  fielmente tais ‘condições primitivas‘.

A princípio acreditava-se que a vida surgisse da matéria inanimada, sem vida. Essa era a teoria da geração espontânea, também chamada de ‘abiogênese‘. Os estudiosos da época, incluindo o filósofo Aristóteles (384-322 a.C.) — afirmavam que os seres vivos poderiam surgir de forma espontânea…quando as moléculas necessárias (pré-bióticas) se unissem, “por acaso”, em algum certo lugar…de alguma forma especial. — Diversos experimentos foram realizados para prová-la; até que Louis Pasteur, por volta de 1860, mostrou que a teoria estava incorreta… – no sentido em que a vida somente poderia surgir…a partir de outra vida preexistente. – Entretanto, ao Pasteur fazer essa afirmação … imediatamente uma outra dúvida pairou no ar… – Como então poderia ter surgido…a 1ª forma de vida?

Como a ciência também propõe que o Universo teve um começo (cerca de 13,8 bilhões de anos atrás) então a vida deve ter começado em algum ponto desse tempo…Porém, apesar de todo o conhecimento por nós acumulado no campo da biologia e da física, os detalhes, ou mecanismo, sobre como a vida começou…continuam sendo largamente especulativos.

Impossibilidades matemáticas

Como a única vida que conhecemos até hoje é a terrestre, estudos científicos sobre origens da vida se concentram nas condições específicas encontradas aqui, embora haja propostas variadas envolvendo a…‘panspermia‘. — Assim, a maioria das pesquisas na área analisa os componentes mais básicos comuns a todos os seres vivos conhecidos: o ácido ribonucleico ou RNA. – Essa é uma molécula muito mais simples e essencial do que o famoso … “ácido desoxirribonucleico”, ou DNA…que define como seres vivos são “montados“. O problema é que mesmo o RNA ainda é várias ordens de magnitude mais complexo – do que os tipos de compostos químicos – tipicamente conhecidos como “blocos básicos da vida“…que costumamos detetar flutuando no espaço; em asteroides, cometas ou nuvens moleculares.

O RNA é um ‘polímero’, o que significa que ele é formado por cadeias químicas, neste        caso conhecidas como ‘nucleotídeos‘. A proposta científica atual é que para alcançar o comportamento de autorreplicação necessário para a vida existir seja preciso compor      um RNA com algo entre 40 a 100 nucleotídeos. Com tempo suficiente os nucleotídeos podem se conectar espontaneamente no Universo para formar uma molécula de RNA, desde que os ‘blocos fundamentais’ encontrem as condições químicas corretas…todos caindo na Terra na mesma janela temporal, por exemplo. Mas é aí que surge o grande problema…As estimativas atuais indicam que seria matematicamente impossível que          o número mágico de 40 a 100 nucleotídeos fosse atingido … no volume de espaço que localizamos o Universo observável … durante o que supomos ser a idade do Universo.

A hipótese da geração espontânea da vida não se sustenta matematicamente levando em conta a idade e a dimensão do Universo calculadas pela ciência. [Imagem: Tomonori Totani]

Aumentar o Universo                                                                                                                  Para continuar considerando a abiogênese, a proposta do professor Tomonori Totani, da Universidade de Tóquio, é bastante curiosa: “Estando corretos nossa hipótese da origem da vida, e o cálculo da idade cósmica, então precisamos ampliar o tamanho do Universo.”

Na cosmologia contemporânea, concorda-se que o Universo passou por um período de rapidíssima “inflação” (superluminal), produzindo uma vasta região de expansão além      do nosso…”horizonte observável”. Por conseguinte, a inclusão desse maior volume nos modelos de ‘abiogênese’ … aumentaria enormemente as chances da ocorrência de vida.    De acordo com recentes cálculos cosmológicos…o “Universo observável” contém cerca    de 10 sextilhões de estrelas (10²²). Em termos estatísticos a matéria num tal volume de espaço seria capaz de produzir RNAs de apenas 20 nucleotídeos…ao tempo disponível      da idade do Universo (o tempo emergencial da molécula RNA…até sua automontagem    em DNA – e mais todo o complexo processo evolutivo da vida, fica para outra ocasião).

Porém, alguns modelos que levam a ‘inflação‘ em consideração, propõem que o Universo possa conter mais de um googol (10¹⁰⁰) de estrelas…Se esse for o caso, estruturas de RNA mais complexas e sustentadoras da vida seriam muito mais prováveis. E concluiu Totani:    “Tal como muitos outros cientistas nesta área de pesquisa…sou movido pela curiosidade,    e por grandes perguntas… Combinando minhas recentes investigações sobre química do RNA com meus conhecimentos em Cosmologia, percebi um modo logicamente plausível do Universo ter passado de um estado abiótico para um estado com vida”. (texto base)