Moléculas que são importantes para a vida podem se formar facilmente no Universo

Quando se busca moléculas consideradas essenciais para a vida no Universo, geralmente, se busca moléculas como dióxido de carbono, metano, amônia e alguns compostos. Em particular, aminoácidos e lipídios também são necessários porque fazem parte de processos metabólicos, armazenamento de informação genética e formação de membranas celulares. Na busca por vida fora da Terra, essas moléculas funcionam como bioassinaturas, ou seja, indicam ambientes onde a química necessária à biologia pode ocorrer.

A origem dessas moléculas é um problema complexo que envolve Astroquímica, Física do estado sólido e Química. Observações mostram que muitos desses compostos já se formam em ambientes interestelares, como nuvens moleculares frias, discos protoplanetários e regiões de formação estelar. Processos como reações induzidas por radiação ultravioleta e raios cósmicos durante o colapso estelar permitem a síntese de moléculas orgânicas antes mesmo da formação de planetas.

Um novo estudo publicado na Nature Astronomy mostra que várias dessas moléculas podem se formar de maneira fácil em diferentes ambientes astrofísicos, sem exigir condições muito específicas. Os resultados indicam que ambientes comuns no Universo são suficientes para gerar compostos orgânicos complexos. Essa conclusão sugere a hipótese de que esses processos são naturais e recorrentes, o que aumenta as chances de ambientes propícios à vida em diferentes regiões do Universo.

Moléculas complexas

As moléculas orgânicas complexas permitem reações químicas e estruturais que compostos simples não conseguem realizar. Entre essas moléculas são consideradas proteínas, ácidos nucleicos, polissacarídeos e lipídios complexos. Elas são responsáveis por diversos processos químicos e biológicos como armazenamento e transmissão de informação genética, origem de alguns componentes celulares e até da regulação metabólica.

Um exemplo em específico é o que chamamos de peptídeos que são cadeias curtas formadas pela ligação entre aminoácidos. Eles representam um estágio intermediário entre aminoácidos isolados e proteínas funcionais. Alguns estudos até indicam que peptídeos podem se formar a partir de aminoácidos simples em ambientes naturais variados, como superfícies minerais, gelo interestelar e isso faz com que eles sejam candidatos aos primeiros sistemas químicos que precederam a vida.

Origem dessas moléculas

Levando esse ponto em consideração, alguns astrônomos decidiram realizar um experimento para entender como moléculas semelhantes podem se formar em alguns ambientes. A ideia do experimento foi investigar a formação de moléculas orgânicas mais complexas em condições análogas ao meio interestelar. O foco do experimento foi na possibilidade de síntese de peptídeos na superfície de grãos de poeira cósmica.

Para isso, os pesquisadores utilizaram uma câmara de vácuo simulando o ambiente do espaço interestelar, na qual amostras de glicina foram depositadas. As amostras foram então irradiadas com análogos de raios cósmicos gerados por um acelerador de íons. Isso reproduziu o efeito da radiação energética que incide sobre grãos de poeira antes da formação de estrelas e planetas.

Experimento

A análise posterior revelou que as moléculas de glicina passaram a reagir entre si, resultando na formação de ligações peptídicas e na liberação de moléculas de água. Esses resultados indicam que a radiação ionizante pode fornecer energia suficiente para promover processo em aminoácidos no espaço interestelar. Isso fornece evidências de que etapas iniciais rumo à formação de proteínas podem ocorrer em grãos de poeira. Mais tarde, esses mesmos grãos de poeira podem participar da formação de planetas rochosos.

Nesse experimento, os pesquisadores utilizaram uma câmara experimental capaz de chegar a temperaturas criogênicas próximas de −260 °C e sob condições de vácuo. Isso foi essencial para conseguir simular o ambiente de baixíssima densidade do meio interestelar. Com um ambiente semelhante ao que acontece no Universo, os astrônomos conseguiram analisar com cuidado todo o processo que pode levar a formação de moléculas complexas.

Por que a descoberta é importante?

Os resultados indicam que a formação de moléculas biologicamente relevantes é um processo mais simples do que se achava. A observação dessa reação em condições que simulam o meio interestelar sugere que diferentes peptídeos podem se formar naturalmente no espaço. Isso amplia os ambientes considerados quimicamente ativos, mostrando que mesmo regiões extremas são capazes de sustentar etapas iniciais da formação de moléculas complexas.

Esse cenário reforça a ideia de que os blocos fundamentais da vida não exigem condições seletas ou ambientes raros para surgir. Ao se formarem em nuvens interestelares e sobre grãos de poeira, essas moléculas podem participar ativamente da química prebiótica. Assim, a química que precede o surgimento da vida pode estar ocorrendo de forma disseminada pelo Universo, antes mesmo da formação de planetas. Com isso, há a probabilidade de que sistemas planetários nascem com compostos essenciais à vida.

Referência da notícia

Hopkinson et al. 2026 An interstellar energetic and non-aqueous pathway to peptide formation Nature Astronomy