Química cósmica fascinante e suas aplicações na Terra

São PauloPesquisadores da Wellesley College estão investigando como raios cósmicos passando por partículas de gelo criam elétrons de baixa energia. Esses elétrons ajudam na formação de moléculas prebióticas, essenciais para o surgimento da vida. Kennedy Barnes, uma estudante de graduação, apresentará as descobertas da equipe na reunião de outono da American Chemical Society.

Pesquisadores partiram de uma ideia intrigante: elétrons de baixa energia podem ser mais importantes do que fótons na ocorrência de reações químicas que geram moléculas prebióticas no espaço. Essa hipótese surgiu ao perceberem que os raios cósmicos produzem mais elétrons do que fótons ao atravessarem o gelo cósmico. Para testar essa teoria, cientistas recriaram as condições espaciais em laboratório. Eles fizeram isso da seguinte maneira:

• Os pesquisadores utilizaram uma câmara de ultra-alto vácuo com um substrato de cobre ultra-puro resfriado a temperaturas extremamente baixas.
• Um canhão de elétrons produziu elétrons de baixa energia para bombardeamento.
• Uma lâmpada de plasma movida a laser gerou fótons de baixa energia.
• Os cientistas então observaram as reações químicas em filmes de gelo em escala nanométrica.

Cientistas descobriram que elétrons de baixa energia podem criar moléculas importantes de maneira mais eficiente do que pensávamos. Esse novo entendimento pode mudar nossa visão sobre como os componentes básicos da vida se formam na Terra e em lugares gelados como Europa, uma lua de Júpiter.

Descobertas na Terra e suas Aplicações Práticas

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Na Terra, essas descobertas têm usos práticos. Elétrons de baixa energia podem produzir moléculas reativas como peróxido de hidrogênio e radicais hidroperoxil através da química de radiação e da quebra da água. Essas moléculas são prejudiciais ao meio ambiente e à saúde humana. Ao entender como elas se formam, podemos desenvolver melhores métodos para limpar o meio ambiente e aprimorar tratamentos médicos como a radioterapia para câncer.

A equipe de Barnes está indo além das simulações. Eles estão testando diversos tipos de filmes de gelo e explorando diferentes químicas de vida precoce, o que pode nos ajudar a entender como se formam moléculas que sustentam a vida.

Este estudo representa um avanço significativo na nossa compreensão da astroquímica. Ao incluir elétrons de baixa energia em seus modelos, os pesquisadores conseguem simular melhor os processos químicos nos gelos espaciais. A colaboração com laboratórios internacionais está impulsionando ainda mais o progresso, levando Barnes a chamar isso de uma nova Era Espacial. Apoiado por vários fundos e fundações, espera-se que esta pesquisa leve a novas descobertas tanto na química espacial quanto na terrestre.