Quando Sir Harry Kroto, junto com Bob Curl e Rick Smalley, conseguiram sintetizar fulerenos de fórmula C60 – portanto com sessenta átomos de carbono – a estrutura destas moléculas, em forma de bola de futebol, impressionou a imaginação.
Kroto pensava que esses tipos de moléculas, mais tarde denominadas buckminsterfulerenos em referência às cúpulas geodésicas doarquiteto O americano Richard Buckminster Fuller deveria existir no espaço. Na verdade, foram previstos em 1970 pelo químico japonês Eiji Osawa. Mas Kroto, que lançou ao mesmo tempo um programa de investigação para cadeias de carbono no espaço interestelar, pensou que elas poderiam formar-se no atmosferas do estrelas carbonáceo.
Atmosferas estelares reproduzidas na Terra
Tendo ouvido falar mais tarde do trabalho espectrográfico laser de Richard Smalley e Robert Curl da Rice University, ele uniu forças com esses pesquisadores para simular essas atmosferas em laboratório e tentar detectar a presença de moléculas de C.60. Seu sucesso foi anunciado por um artigo no Natureza em 1985 e rendeu a esses pesquisadores o Prêmio Nobel de química 1996.
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Outras moléculas de carbono em forma de bola de futebol foram descobertas posteriormente, tendo diferentes números de átomos de carbono, maiores ou menores que 60. Elas são chamadas coletivamente de fulereno.
Fulerenos, também chamados fulerenosvibram e podem absorver e emitir luz infravermelha com um espectro característico. Vemos aqui linhas de emissão de C60 (setas roxas) e C70 (setas azuis) visto pelo telescópio espacial Spitzer na nebulosa planetária Tc1. © NASA, JPL-Caltech, Universidade do Oeste de Ontário
No entanto, nenhuma evidência sólido da existência de buckminsterfulerenos no espaço não foi obtida, embora tenham sido encontrados em certos meteoritos.
Isto mudou em 2010 graças a observações noinfravermelho feito por Jan Cami, astrônomo do Instituto Seti, com a ajuda de Spitzer.
Cami e seus colegas descobriram acaso a presença de fulereno C60 no nebulosa planetária Tc1.
Nas palavras do próprio pesquisador: “ Isto não fazia parte das nossas investigações, mas quando vimos certas assinaturas espectrais, soubemos imediatamente que estávamos na presença de uma das moléculas mais procuradas. ” Esses fulerenos C60 são levados à temperatura ambiente da nebulosa planetária. Eles, portanto, se movem pouco e seus espectro o infravermelho torna-se particularmente fácil de identificar.
O astrônomo Jan Cami, da Universidade de Western Ontario, e sua equipe de pesquisadores descobriram fulerenos no espaço – moléculas em forma de bola de futebol originalmente criadas em laboratórios na Terra. Para obter uma tradução francesa bastante precisa, clique no retângulo branco no canto inferior direito. As legendas em inglês devem aparecer. Em seguida, clique na porca à direita do retângulo, depois em “Legendas” e por fim em “Traduzir automaticamente”. Escolha “Francês”. ©Universidade Ocidental
JWST substitui Spitzer
Após o anúncio desta descoberta publicado em CiênciaSir Hary Kroto, que já era cavaleiro há algum tempo, fez o seguinte comentário: “ Este desenvolvimento particularmente emocionante fornece provas convincentes daquilo que há muito suspeitava. Buckyballs existem desde tempos imemoriais nos cantos mais escuros do nosso Galáxia. »
Na Terra, os fulerenos foram encontrados no fuligemem certas rochas e desde então têm sido objeto de trabalhos em nanotecnologia. Poderia ser usado para armazenarhidrogênioem nanomedicina para fornecer substâncias ativas em células, para fazer materiais supercondutores e até armadura mais forte do queaço.
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Quinze anos depois, Jan Cami, professor de físico e astronomia no Universidade Ocidental (Canadá), voltou-se novamente para observações da nebulosa planetária Tc 1, formada por uma estrela moribunda localizada a mais de 10.000 anos-luz de Solno constelação do Altar. Mas desta vez, ele e seus colegas tiveram as observações possibilitadas pelo instrumento de infravermelho médio (Miri) de Telescópio Espacial James Webb (JWST).
Temos agora uma imagem nova e mais detalhada, onde filamentos vaporosos e conchas de gás espumante, embora falso coresvisto que tirado no infravermelho médio, de modo que o gás quente aparece em azul e o gás frio em vermelho.
Esta imagem mostra a nebulosa planetária Tc 1 observada pelo instrumento de infravermelho médio (Miri) do Telescópio Espacial James Webb. O instrumento combina nove filtros que cobrem comprimentos de onda de 5,6 a 25,5 mícrons, muito além do limite de detecção do olho humano. Os tons azuis representam os gases mais quentes nos comprimentos de onda mais curtos do infravermelho médio, enquanto os tons vermelhos indicam a presença de material mais frio nos comprimentos de onda mais longos. O processamento das imagens foi realizado por Katelyn Beecroft utilizando o software PixInsight. As novas observações do JWST incluem não apenas imagens, mas também dados espectroscópicos ricos – assinaturas químicas detalhadas de gases e moléculas presentes em toda a nebulosa – e vários artigos científicos estão em preparação. Tc 1 é o que resta de uma estrela semelhante ao nosso Sol depois de ter esgotado o seu combustível nuclear e ejectado as suas camadas exteriores como envelopes em expansão de gás e poeira. O núcleo estelar quente restante – uma anã branca – inunda os seus arredores com radiação ultravioleta, fazendo com que o gás expelido se torne luminescente. Este processo, que ocorre ao longo de dezenas de milhares de anos, esculpe as estruturas complexas agora visíveis graças ao JWST (Nasa, ESA, CSA, Western University, J. Cami)
Moléculas para cosmoquímica e exobiologia?
Num comunicado de imprensa do Universidade Ocidental (WU), a nova imagem faz Jan Cami dizer que “ O Tc 1 já era extraordinário, porque foi este objecto que nos revelou a existência de fulerenos no espaço, mas esta nova imagem mostra que apenas arranhámos a superfície do sujeito. As estruturas que vemos agora são de tirar o fôlego e levantam tantas questões quanto respondem. “.
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Seu colega Els Peeters, também professor de física e astronomia na WU, acrescenta: “ Quando propusemos estas observações, sabíamos que Tc 1 era um objeto especial. Mas o que o JWST nos revelou excedeu em muito as nossas expectativas. Já entendemos melhor a natureza dos próprios fulerenos e por que eles brilham tanto neste objeto – questões que nos atormentam há quinze anos. Este é um daqueles conjuntos de dados que nos manterão ocupados durante anos. »
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Ainda no comunicado de imprensa da WU, Dries Van De Putte, investigador de pós-doutoramento, explica que “ A descoberta de fulerenos no espaço é importante porque ajuda cientistas, como nós, a estudar a química do carbono, a explicar sinais misteriosos e a compreender como materiais Os organismos orgânicos evoluem em ambientes extremos. A sua descoberta também desafiou as visões tradicionais da química espacial e forneceu pistas sobre a possível origem da vida. Estou tentando determinar se esses fulerenos se formaram da mesma forma que na Terra ou através de um processo completamente diferente. “.