Astroquímica, do átomo à Vida

Bruno Leonardo do Nascimento Dias, cursando 8° Período de Física na FTESM, Graduação-Sanduíche em Bachelor of Science na Monash University, Melbourne na Austrália

A Física e a Química muitas vezes são vistas como duas áreas distantes e distintas. No entanto, elas foram entrelaçadas desde o momento em que as primeiras moléculas surgiram durante o período de nucleossíntese primordial, que ocorreu logo após o início do Universo. Além disso, vale ressaltar que o entendimento atual em relação ao Universo fundamenta-se através da Teoria do Big Bang, que nada tem a ver com uma grande explosão, apesar de o termo ter ganhado visibilidade após ser utilizado pelo físico Fred Hoyle de forma pejorativa e “inadequada”. Esta Teoria sugere que o espaço e o tempo teriam sido criados juntos em um mesmo evento grandioso, bem como os elementos químicos mais leves e a radiação.

Alguns modelos predizem que além de Hidrogênio e do deutério terem sido criados, também surgiram os átomos de He4 , um pouco de He3 , Li7 , Li6 e talvez o B, não por acaso, os quatro primeiros elementos da tabela periódica. Além disso, com o desenvolvimento da física de altas energias, nos foi proporcionado uma visão diferenciada de como as estrelas funcionam. Agora nós sabemos que elas são produtoras de compostos químicos e esta compreensão nos trouxe grandes avanços no entendimento de como surgem elementos químicos pesados como Fe, Mg e outros.

No entanto, ainda existem outros lugares no meio interestelar em que as moléculas podem ser formadas. Esses ambientes são distantes e inóspitos para nós seres humanos devido às condições de temperatura e pressão. Essas regiões são denominadas nuvens moleculares e podem ser divididas de duas formas:

• As nuvens moleculares difusas, que possuem altas temperaturas e baixas densidades

• As nuvens moleculares densas, que possuem baixas temperaturas e alta densidade

Esses locais são predominantemente dominados por gás de H2 e “poeira”. Estas “poeiras”, também são chamadas de grãos e que quando se encontram em regiões de nuvens moleculares densas, podem criar uma capa de gelo ao seu redor, devido às temperaturas extremamente baixas, formando assim os gelos astrofísicos. Assim nessas regiões as pequenas moléculas e outras mais complexas são lentamente formadas uma a uma.

Todas essas moléculas são formadas a partir de inúmeros processos, que podem ser através de fenômenos físicos ou químicos. Na verdade a hipótese mais aceita é de que as moléculas mais complexas se formam devido à interação de radiações com as moléculas mais simples, produzindo entre outros processos o de recombinação, dando assim origem a novos compostos.

Um dos compostos que mais chamam a atenção, são os aminoácidos. Eles são constituintes bases das proteínas e são as macromoléculas mais complexas encontradas em sistemas vivos. No entanto, apesar da formação de aminoácidos ser surpreendentemente fácil nos ambientes típicos do Universo, ricos em hidrogênio, os aminoácidos mais complexos são muito difíceis de serem detectados. Entretanto, podem ser encontrados dada a enorme variedade de moléculas complexas existentes nas nuvens interestelares.

Neste contexto e buscando entender os mecanismos físicos e processos bioquímicos que teriam dado origem da vida na Terra, existem duas hipóteses que aparentemente parecem contraditórias, mas que podem ser talvez complementares.

1- Hipótese endógena: a vida como a conhecemos poderia ter surgido através da produção de moléculas orgânicas que teriam sido geradas de maneira espontânea pela química da Terra pré-biótica e estas, evoluiriam com o tempo de uma “sopa primordial” de elementos químicos.

2- Hipótese exógena: as moléculas orgânicas essenciais para a formação da Vida teriam sido “entregues” por materiais vindos de fora da Terra.

No entanto, poderíamos pensar nelas como sendo hipóteses complementares. Assim teríamos um ambiente endógeno biologicamente favorável para a combinação dessas moléculas exógenas, trazidas por cometas, meteoritos que tiveram interações com diversos tipos de radiações no meio interestelar e que dessa concatenação de fatores culminaria na origem da Vida como a conhecemos.

Então de forma simplificada o nosso corpo seria composto por uma concatenação de diferentes elementos químicos, vindos possivelmente de diferentes partes do Universo, em que os átomos de nossa mão direita seriam pertencentes a elementos de um cometa diferente dos átomos da mão esquerda. Assim todos nós seríamos interligados através de processos químicos e físicos.