Encontrar diamantes em meteoritos fez os cientistas pensarem seriamente sobre como eles poderiam ocorrer no espaço. Este conceito de artistas mostra uma infinidade de diamantes ao lado de uma estrela quente. Imagem da NASA / JPL-Caltech.
Os diamantes podem ser raros na Terra, mas surpreendentemente comuns no espaço - e os olhos infravermelhos super sensíveis do Telescópio Espacial Spitzer da NASAs são perfeitos para explorá-los, afirmam cientistas do Centro de Pesquisa Ames da NASA em Moffett Field, Califórnia.
Usando simulações em computador, os pesquisadores desenvolveram uma estratégia para encontrar diamantes no espaço com apenas um nanômetro (um bilionésimo de metro). Essas jóias são cerca de 25.000 vezes menores que um grão de areia, pequenas demais para um anel de noivado. Mas os astrônomos acreditam que essas minúsculas partículas poderiam fornecer informações valiosas sobre como as moléculas ricas em carbono, a base da vida na Terra, se desenvolvem no cosmos.
Os cientistas começaram a ponderar seriamente a presença de diamantes no espaço na década de 1980, quando estudos de meteoritos que colidiram com a Terra revelaram muitos minúsculos diamantes do tamanho de nanômetros. Os astrônomos determinaram que 3% de todo o carbono encontrado nos meteoritos veio na forma de nanodiamantes. Se os meteoritos refletem o conteúdo de poeira no espaço, os cálculos mostram que apenas um grama de poeira e gás em uma nuvem cósmica pode conter até 10.000 trilhões de nanodiamantes.
"A pergunta que sempre nos perguntam é: se os nanodiamantes são abundantes no espaço, por que não os vimos com mais frequência?" diz Charles Bauschlicher, do Ames Research Center. Eles foram vistos apenas duas vezes. "A verdade é que simplesmente não sabíamos o suficiente sobre suas propriedades infravermelhas e eletrônicas para detectar suas impressões digitais".
Para resolver esse dilema, Bauschlicher e sua equipe de pesquisa usaram um software de computador para simular as condições do meio interestelar - o espaço entre as estrelas - cheio de diamantes. Eles descobriram que esses diamantes espaciais brilham intensamente em faixas de luz infravermelha de 3,4 a 3,5 mícrons e 6 a 10 mícrons, onde Spitzer é especialmente sensível.
Os astrônomos devem poder ver os diamantes celestiais procurando suas "impressões digitais infravermelhas" únicas. Quando a luz de uma estrela próxima zapsa uma molécula, suas ligações se estendem, torcem e flexionam, emitindo uma cor distinta da luz infravermelha. Como um prisma que quebra a luz branca em um arco-íris, o instrumento espectrômetro infravermelho Spitzers divide a luz infravermelha em suas partes componentes, permitindo que os cientistas vejam a assinatura da luz de cada molécula individual.
Os membros da equipe suspeitam que mais diamantes ainda não foram encontrados no espaço, porque os astrônomos não estão olhando nos lugares certos com os instrumentos certos. Os diamantes são feitos de átomos de carbono firmemente ligados, portanto, é necessária muita luz ultravioleta de alta energia para fazer com que as ligações do diamante se dobrem e se movam, produzindo uma impressão digital infravermelha. Assim, os cientistas concluíram que o melhor lugar para ver o brilho de uma assinatura de diamantes espaciais está bem ao lado de uma estrela quente.
Uma vez que os astrônomos descobrem onde procurar nanodiamantes, outro mistério é descobrir como eles se formam no ambiente do espaço interestelar.
"Os diamantes espaciais são formados sob condições muito diferentes das formadas na Terra", diz Louis Allamandola, também de Ames.
Ele observa que os diamantes na Terra se formam sob imensa pressão, nas profundezas do planeta, onde as temperaturas também são muito altas. No entanto, diamantes espaciais são encontrados em nuvens moleculares frias, onde as pressões são bilhões de vezes mais baixas e as temperaturas estão abaixo de 240 graus Celsius negativos (400 graus Fahrenheit negativos).
"Agora que sabemos onde procurar nanodiamantes brilhantes, telescópios infravermelhos como o Spitzer podem nos ajudar a aprender mais sobre sua vida no espaço", diz Allamandola.
O artigo de Bauschlichers sobre este tópico foi aceito para publicação no Astrophysical Journal. Allamandola foi coautora do artigo, juntamente com Yufei Liu, Alessandra Ricca e Andrew L. Mattioda, também de Ames.
O Laboratório de Propulsão a Jato da NASAs, em Pasadena, Califórnia, gerencia a missão do Telescópio Espacial Spitzer para a Diretoria de Missão Científica da NASAs, em Washington. As operações científicas são conduzidas no Spitzer Science Center, no California Institute of Technology, também em Pasadena. Caltech gerencia o JPL para a NASA.