Astroquímicos Revelam os Segredos Magnéticos do Metanol

Os campos magnéticos desempenham um papel importante nos lugares onde a maioria das estrelas maciças nascem. Nesta ilustração, pontos brilhantes representam as fontes de sinais de rádio de masers de metanol, e as linhas curvas representam o campo magnético.

Uma equipe de cientistas, liderada por Boy Lankhaar na Chalmers University of Technology, resolveu um enigma importante em astroquímica: como medir campos magnéticos no espaço usando o metanol, a forma mais simples de álcool. Seus resultados, publicados na revista Nature Astronomy, dão aos astrônomos uma nova maneira de investigar a forma como as estrelas maciças nascem.
Ao longo do último meio século, muitas moléculas foram descobertas no espaço. Usando radiotelescópios, os astrônomos são capazes com a ajuda dessas moléculas de investigar exatamente o que acontece nas nuvens escuras e densas onde nascem novas estrelas e planetas.
Os cientistas podem medir as alterações de temperatura, pressão e gás quando estudam a assinatura de moléculas nos sinais que eles detectam. Mas especialmente onde nascem as estrelas mais maciças, há outro fator importante que é mais difícil de medir: os campos magnéticos.
"Quando as estrelas maiores e mais pesadas nascem, sabemos que os campos magnéticos desempenham um papel importante. Mas o quão os campos magnéticos afetam o processo é assunto de debate entre os pesquisadores. Portanto, precisamos de formas de medir campos magnéticos, e isso é um desafio real. Agora, graças aos nossos novos cálculos, finalmente sabemos como fazê-lo com o metanol", disse Boy Lankhaar.
O uso de medição por metanol (CH3OH) no espaço para investigar campos magnéticos foi sugerido há muitas décadas. No gás denso que envolve muitas estrelas recém-nascidas, as moléculas de metanol brilham como lasers de microondas naturais, ou masers. Os sinais que podemos medir a partir de minérios de metanol são fortes e emitidos em frequências muito específicas.
"Os sinais de maser também vêm das regiões onde os campos magnéticos têm o máximo para nos dizer sobre como as estrelas se formam. Com a nossa nova compreensão de como o metanol é afetado por campos magnéticos, podemos finalmente começar a interpretar o que vemos", disse um membro da equipe, Wouter Vlemmings, da Chalmers.
As tentativas anteriores de medir as propriedades magnéticas do metanol em condições de laboratório encontraram problemas. Então, os cientistas decidiram construir um modelo teórico, certificando-se de que era consistente tanto com a teoria anterior quanto com as medidas laboratoriais.
"Desenvolvemos um modelo de como o metanol se comporta em campos magnéticos, a partir dos princípios da mecânica quântica. Logo, encontramos uma boa correlação entre os cálculos teóricos e os dados experimentais disponíveis. Isso nos deu a confiança para extrapolar para as condições que esperamos encontrar no espaço", disse Boy Lankhaar.
Ainda assim, a tarefa revelou-se surpreendentemente desafiadora. Os químicos teóricos Ad van der Avoird e Gerrit Groenenboom, ambos na Universidade Radboud na Holanda, precisaram fazer novos cálculos e corrigir o trabalho anterior.
"Uma vez que o metanol é uma molécula relativamente simples, pensamos primeiro que o projeto seria fácil. Em vez disso, resultou ser muito complicado porque tivemos que calcular as propriedades do metanol com grande detalhe", disse Ad van der Avoird.
Os novos resultados abrem novas possibilidades para a compreensão de campos magnéticos no Universo. Eles também mostram como os problemas podem ser resolvidos na astroquímica - onde as disciplinas de astronomia e química se encontram. Huib Jan van Langevelde, membro da equipe e astrônomo do Joint Institute para VLBI Eric e Leiden University, explica:
"É incrível que tais cálculos detalhados sejam necessários para revelar a complexidade molecular que precisamos para interpretar as medidas muito precisas que fazemos com os melhores radiotelescópios de hoje. Ele permite que especialistas das disciplinas de química e astrofísica possam fazer novas descobertas no futuro sobre moléculas, campos magnéticos e formação de estrelas", disse ele.

Fonte: Space Daily via Chalmers University of Technolog