Os investigadores esclarecem de que forma o ingrediente-chave para a vida se pode formar no espaço

Uma equipa liderada pela Universidade de Maryland descobriu uma forma de produzir e observar o carbeno, uma molécula super-reativa que desencadeia a criação de açúcares simples necessários à vida. Saiba mais aqui!

imagem ilustrativa; gerada por IA
As espécies de carbenos desempenham um papel essencial na química de alta energia, na catálise, na formação fotolítica de hidratos de carbono e, possivelmente, até na formação de açúcares interestelares. (Imagem gerada por IA)

Uma equipa liderada por químicos da Universidade de Maryland (UMD) descobriu uma nova forma de criar carbenos, uma classe de moléculas altamente reativas, mas notoriamente instáveis e de vida curta.

Envolvidos em muitas reações químicas de alta energia, como a criação de hidratos de carbono, os carbenos são precursores cruciais para os blocos de construção da vida na Terra - e possivelmente no espaço.

Os cientistas criaram um novo tipo de carbeno

Os cientistas formaram com sucesso um carbeno chamado hidroximetileno (HCOH) ao quebrar o metanol (CH₃OH, um álcool comum encontrado em muitos produtos químicos industriais como o formaldeído) com pulsos de radiação ultravioleta.

Leah Dodson, professora assistente de química e bioquímica da UMD e uma das autoras do estudo afirmou que achou surpreendente esse carbeno vir de uma molécula tão comum como o metanol.

“Os lasers UV de comprimento de onda de 193 nanómetros são também bastante comuns. Isto significa que os carbenos podem estar a formar-se naturalmente em locais como o espaço, onde há muito metanol e radiação ultravioleta. E outras reações de carbenos formados no espaço através deste processo podem levar a biomoléculas que constituem a vida.”

Leah Dodson

Melhor compreensão desta molécula pode levar à criação de vida

Os resultados do novo estudo revelam pistas sobre os mecanismos subjacentes à formação e reação de carbenos na Terra, levando a uma melhor compreensão do potencial da molécula para criar os açúcares necessários à vida.

Existem investigações que sugerem que o HCOH pode reagir para formar açúcares simples, incluindo alguns que foram previamente detetados no espaço.

“Pensamos que é possível que este carbeno, uma vez que provém de uma molécula que é tão omnipresente no espaço e pode ser detetada em qualquer lugar, seja a peça que faltava para colmatar as lacunas no nosso conhecimento de como o metanol e os açúcares simples podem levar a biomoléculas maiores e mais avançadas.”
Emily Hockey, principal autora do estudo.

Devido à sua super-reatividade, as moléculas de carbeno têm normalmente tempos de vida muito curtos. Estas características tornam os carbenos geralmente difíceis de gerar e observar pelos cientistas, o que tem limitado o conhecimento profundo da molécula.

Um grande passo para futuros estudos

Porém, o novo método de produção de carbenos da equipa da UMD permitiu-lhes estudar as moléculas suficientemente de perto para ver a sua formação e decaimento em escalas de tempo de milissegundos. Os investigadores ficaram surpreendidos ao descobrir que o HCOH reagia de forma relativamente lenta com o oxigénio à temperatura ambiente.

química
Este gráfico mostra o processo de decomposição química do metanol (CH₃OH) em hidroximetileno (HCOH). Créditos da imagem: Leah Dodson e Emily Hockey.

Os investigadores acreditam que o seu método de produção e estudo dos carbenos ajudará os astrónomos e os astroquímicos a obterem novos conhecimentos sobre as origens da vida e sobre a forma como a vida no espaço pode ter evoluído de forma diferente da vida na Terra.

A equipa espera desenvolver estas descobertas analisando mais de perto o que acontece durante a decomposição do metanol e quantificando os diferentes produtos resultantes da reação do metanol à luz UV.

Referência da notícia:
Hockey E., McLane N., Martí C., et al. Direct Observation of Gas-Phase Hydroxymethylene: Photoionization and Kinetics Resulting from Methanol Photodissociation. American Chemical Society (2024).