A química da vida pode começar na fria escuridão do espaço

Os elementos básicos da vida podem estar se formando no espaço profundo muito antes do nascimento dos planetas.

Por Universidade de Aarhus com informações de Science Daily.

Cientistas da Universidade de Aarhus derrubaram uma antiga suposição sobre como os ingredientes essenciais da vida surgem. Novos experimentos mostram que os componentes básicos necessários para construir proteínas podem se formar naturalmente no espaço, uma descoberta que aumenta a probabilidade de que a vida possa existir em outros lugares do universo.

A pesquisa foi realizada em laboratórios avançados da Universidade de Aarhus e em uma instalação de pesquisa europeia na Hungria (HUN-REN Atomki). Os experimentos foram liderados pelos pesquisadores Sergio Ioppolo e Alfred Thomas Hopkinson.

Recriando as condições extremas do espaço interestelar

Dentro de uma câmara especialmente projetada, os pesquisadores recriaram o ambiente hostil encontrado em vastas nuvens de poeira cósmica localizadas a milhares de anos-luz da Terra. Essas regiões estão entre os lugares mais frios e desabitados do universo.

As temperaturas nessas nuvens de poeira chegam a cerca de -260 °C, e a pressão é tão baixa que os pesquisadores precisam remover constantemente partículas de gás dispersas para manter um vácuo ultra-alto. Nessas condições cuidadosamente controladas, a equipe estudou como as partículas se comportam quando expostas à radiação, reproduzindo fielmente o que acontece no espaço interestelar real.

“Já sabemos, por experiências anteriores, que aminoácidos simples, como a glicina, se formam no espaço interestelar. Mas estávamos interessados ​​em descobrir se moléculas mais complexas, como os peptídeos, se formam naturalmente na superfície dos grãos de poeira antes de participarem da formação de estrelas e planetas”, diz Sergio Ioppolo.

Dos aminoácidos aos precursores de proteínas

Os peptídeos são cadeias curtas formadas pela ligação de aminoácidos individuais. Quando muitos peptídeos se ligam, formam proteínas, que são essenciais para a vida como a conhecemos. Identificar onde e como esses precursores de proteínas se originam é um passo fundamental para entendermos como a vida pode ter começado.

Para testar esse processo, os pesquisadores colocaram glicina dentro da câmara e a expuseram a raios cósmicos simulados usando um acelerador de íons no HUN-REN Atomki. Em seguida, analisaram as reações químicas subsequentes.

“Observamos que as moléculas de glicina começaram a reagir entre si para formar peptídeos e água. Isso indica que o mesmo processo ocorre no espaço interestelar”, afirma Alfred Thomas Hopkinson. “Este é um passo em direção à criação de proteínas em partículas de poeira, os mesmos materiais que mais tarde formam planetas rochosos.”

Nuvens formadoras de estrelas como fábricas químicas

Ioppolo, Hopkinson e seus colegas concentram-se nas gigantescas nuvens de poeira entre as estrelas porque é nessas regiões que novos sistemas solares nascem. Durante décadas, os cientistas acreditaram que apenas moléculas muito simples poderiam se formar nesses ambientes.

“Antes pensávamos que apenas moléculas muito simples podiam ser criadas nessas nuvens. O entendimento era de que moléculas mais complexas se formavam muito mais tarde, depois que os gases começavam a se coalescer em um disco que eventualmente se tornaria uma estrela”, explica Sergio Ioppolo.

“Mas nós demonstramos que esse claramente não é o caso.”

Essa mudança de perspectiva sugere que moléculas essenciais para a vida estão muito mais disseminadas por todo o universo do que se pensava anteriormente.

Implicações para a vida além da Terra

À medida que as nuvens de poeira interestelar colapsam, elas eventualmente dão origem a estrelas e planetas. Durante esse processo, minúsculos componentes químicos podem ser transportados para mundos rochosos recém-formados.

“Eventualmente, essas nuvens de gás colapsam em estrelas e planetas. Pouco a pouco, esses minúsculos blocos de construção pousam em planetas rochosos dentro de um sistema solar recém-formado. Se esses planetas estiverem na zona habitável, então existe uma probabilidade real de que a vida possa surgir”, diz Sergio Ioppolo.

“Dito isso, ainda não sabemos exatamente como a vida começou. Mas pesquisas como a nossa mostram que muitas das moléculas complexas necessárias para a vida são criadas naturalmente no espaço.”

Um processo químico que funciona em qualquer lugar.

À primeira vista, a formação de peptídeos a partir de aminoácidos simples pode parecer um pequeno passo. No entanto, a reação química que liga os aminoácidos segue as mesmas regras básicas em todos os lugares, tornando a descoberta especialmente importante.

“Todos os tipos de aminoácidos se ligam para formar peptídeos através da mesma reação. Portanto, é muito provável que outros peptídeos também se formem naturalmente no espaço interestelar”, diz Hopkinson. “Ainda não investigamos isso, mas provavelmente o faremos no futuro.”

Em busca de outros ingredientes da vida.

As proteínas são apenas parte do quadro. A vida também depende de membranas, nucleobases e nucleotídeos. Se esses componentes também podem se formar naturalmente no espaço ainda é uma questão em aberto.

Os pesquisadores do Centro de Catálise Interestelar, financiado pela Fundação Nacional de Pesquisa Dinamarquesa, continuam a investigar essas possibilidades.

“Essas moléculas são alguns dos principais componentes da vida”, explicou a coautora, professora Liv Hornekær, líder do centro InterCat. “Elas podem participar ativamente da química pré-biótica inicial, catalisando reações subsequentes que levam ao surgimento da vida.”

“Ainda há muito a ser descoberto, mas nossa equipe de pesquisa está trabalhando para responder ao máximo possível dessas questões básicas”, diz Sergio Ioppolo. “Já descobrimos que muitos dos componentes básicos da vida são formados lá fora, e provavelmente encontraremos mais no futuro.”

Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Universidade de Aarhus . Nota: O conteúdo pode ser editado em termos de estilo e extensão.

Referência do periódico:
Alfred Thomas Hopkinson, Ann Mary Wilson, Joe Pitfield, Alejandra Traspas Muiña, Richárd Rácz, Duncan V. Mifsud, Péter Herczku, Gergö Lakatos, Béla Sulik, Zoltán Juhász, Sándor Biri, Robert W. McCullough, Nigel J. Mason, Carsten Scavenius, Liv Hornekær, Sergio Ioppolo. An interstellar energetic and non-aqueous pathway to peptide formation. Nature Astronomy, 2026; DOI: 10.1038/s41550-025-02765-7

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