Pela primeira vez, o James Webb deteta blocos essenciais para a vida numa galáxia vizinha.

Utilizando o Telescópio Espacial James Webb, investigadores detetaram cinco moléculas orgânicas complexas aprisionadas em gelo à volta de uma estrela em formação na Grande Nuvem de Magalhães. Este resultado alarga o mapa da química prebiótica, muito para além da zona de conforto da Via Láctea.

James Webb deteta orgânicos congelados para lá da Via Láctea

Uma equipa internacional liderada por Marta Sewiło relata a primeira deteção de moléculas orgânicas complexas em estado sólido fora da nossa galáxia. O alvo, uma jovem protoestrela designada ST6 na Grande Nuvem de Magalhães (a cerca de 160 000 anos-luz), revelou inequívocas características de absorção no infravermelho médio, medidas com o instrumento MIRI do JWST.

Cinco moléculas ricas em carbono—metanol, etanol, acetaldeído, formiato de metilo e ácido acético—foram identificadas como gelos a revestir grãos de poeira interestelar.

Os espectros trazem outra nota notável: o ácido acético aparece pela primeira vez em forma sólida no espaço, em qualquer ambiente. As assinaturas apontam para mantos de gelo extremamente frios, perto dos 20 kelvin (cerca de −250 °C), onde átomos e moléculas simples se depositam, encontram-se e reagem.

O que mostram os espectros

As impressões digitais no infravermelho médio surgem quando ligações específicas numa molécula vibram e absorvem luz em determinados comprimentos de onda. A sensibilidade e resolução do JWST transformaram um único espectro num inventário químico. Esse detalhe permitiu à equipa estimar abundâncias relativas e separar características sobrepostas que antes ficavam indistintas com observatórios antigos.

A equipa assinala ainda indícios espectrais compatíveis com glicolaldeído, um precursor ligado à química da ribose. Este sinal necessita de confirmação com dados mais aprofundados. Se confirmado, reforçará a ideia de que blocos construtores relacionados com os açúcares podem formar-se em mantos gelados antes da formação de planetas.

Importância da Grande Nuvem de Magalhães

A Grande Nuvem de Magalhães (GNM) tem pouca metalicidade, ou seja, possui menos elementos pesados como carbono, azoto e oxigénio em comparação com a Via Láctea. Em geral, menos átomos pesados limitam a complexidade química. Mais ainda, a região do alvo situa-se dentro de uma superbobla energética chamada N158, não muito longe da Nebulosa da Tarântula, onde a radiação ultravioleta pode destruir moléculas frágeis.

Encontrar moléculas orgânicas complexas como gelos num ambiente adverso e pobre em metais mostra que a química de superfície nos grãos pode prosperar em condições há muito consideradas desfavoráveis.

Este resultado aponta para vias robustas para a complexidade. Sugere que os grãos de poeira e as camadas de gelo funcionam como abrigos e fábricas ao mesmo tempo—protegendo intermediários da radiação destrutiva e promovendo reações eficientes graças às superfícies que oferecem.

Poucos metais, radiação intensa, mas química persistente

Apesar de menos matéria-prima e um banho de radiação mais intenso, a vizinhança de ST6 produziu e preservou estes orgânicos. A razão mais provável: as reações à superfície dos grãos podem ocorrer com inputs energéticos mínimos. Raios cósmicos, aquecimento ténue e fotões ultravioleta iniciam a química radical passo a passo. Com o tempo, as camadas de gelo acumulam produtos cada vez mais complexos, que ficam retidos até a estrela jovem aquecer a região e libertá-los para o gás.

Como o gelo frio constrói moléculas na poeira

Astroquímicos descrevem uma sequência em duas fases. Primeiro, espécies simples—including água, monóxido de carbono e metanol—acumulam-se em múltiplas camadas de gelo. Depois, fontes de energia suaves mobilizam átomos e radicais nessas camadas. Essa mobilidade permite ao carbono, oxigénio e hidrogénio reconfigurarem-se em cadeias maiores e grupos funcionais. Quando uma protoestrela se ilumina, partes do manto sublimam, enriquecendo o gás próximo com orgânicos complexos.

• Os grãos de poeira oferecem superfícies que aproximam reagentes a baixas temperaturas.
• Radicais formados pela radiação conduzem reações que, de outro modo, estagnariam em ambientes tão frios.
• Gelos dispostos em camadas servem de armazenamento e meio de reação ao longo de escalas de tempo largas.

Na Via Láctea, investigadores já observaram este ciclo em vários locais de aquecimento. O resultado da GNM estende-o a um ambiente pobre em elementos, onde o mesmo processo ocorre. Isso faz de ST6 um padrão natural para modelos de síntese orgânica à escala galáctica.

O que isto significa para os ingredientes da vida

Ninguém afirma que existe vida perto de ST6. O significado está no momento da descoberta. Estas moléculas surgem durante a infância da estrela, muito antes de se formarem planetas. Se estes gelos forem comuns, sólidos que migram para discos planetários jovens podem entregar orgânicos prontos a utilizar às zonas de formação planetária. Cometas e planetesimais redistribuiriam depois este material para mundos recém-nascidos.

A deteção apoia cenários em que ingredientes prebióticos se formam cedo, viajam em sólidos ricos em gelo e mais tarde semeiam sistemas planetários jovens.

Esse percurso encaixa com as evidências vindas de cometas no nosso próprio Sistema Solar. Amostras e espectros remotos das comas cometárias mostram famílias de orgânicos complexos. A ligação dos gelos protoestelares aos inventários de cometas reforça a ideia de uma cadeia contínua de fornecimento químico desde o nascimento das estrelas até à superfície dos planetas.

Próximos passos com o James Webb e outros instrumentos

A equipa planeia observar protoestrelas adicionais nas Grandes e Pequenas Nuvens de Magalhães. Uma amostra maior revelará com que frequência estes gelos aparecem, como variam nas abundâncias e que ambientes favorecem moléculas específicas. Observações combinadas com interferómetros rádio poderão relacionar os inventários sólidos com as libertações de moléculas para o gás à medida que as regiões aquecem, ligando as duas fases do ciclo químico.

Datas, métodos e enquadramento

O estudo, publicado a 20 de outubro de 2025 no Astrophysical Journal Letters, aproveitou a espectroscopia de infravermelho médio do MIRI para separar características de gelo sobrepostas. A distância à GNM e os seus centros ativos de formação estelar tornam-na um local ideal para testar a química em baixa metalicidade. Estes dados alimentam trabalhos laboratoriais que medem as posições e intensidades precisas das bandas para gelos a temperaturas criogénicas, aprimorando identificações e estima de abundâncias.

Termos-chave e notas práticas

• Metalicidade: Em astronomia, “metais” são todos os elementos mais pesados do que o hélio. Menor metalicidade limita ingredientes de partida para orgânicos.
• MIRI: O instrumento de Infravermelho Médio do JWST observa entre 5–28 micrómetros, ideal para as características vibracionais de gelos e orgânicos.
• Química de superfície nos grãos: Reações na poeira revestida de gelo que avançam via radicais e difusão lenta a temperaturas muito baixas.

Contexto extra para leitores

Simulações de laboratório ajudam a interpretar os espectros do espaço. Os investigadores crescem filmes finos de gelo em substratos criogénicos, irradiam-nos com luz ultravioleta ou iões e monitorizam novas características à medida que as moléculas se reorganizam. Estes ambientes controlados ligam formas de banda específicas a estruturas moleculares, providenciando a chave de leitura usada nas análises JWST.

Modeladores testam agora como campos de radiação, tamanhos de poeira e taxas de aquecimento afetam a produção de ácido acético, formiato de metilo e espécies relacionadas. Um exemplo simples: grãos pequenos aquecem e arrefecem mais rápido que grandes, alterando escalas de tempo de difusão e eficiência reacional. Ajustando estes parâmetros, as simulações conseguem reproduzir a mistura observada em ST6 ou prever onde diferentes orgânicos atingirão o máximo. Estas previsões orientam as próximas observações do JWST e ajudam a decidir que alvos merecem exposições mais longas.