Você já parou para pensar como o universo surgiu? Há cerca de 13,8 bilhões de anos, o Big Bang deu origem ao hidrogênio e ao hélio, elementos que formaram as primeiras nuvens de gás e, consequentemente, os objetos celestes. Logo após esse evento, uma molécula se destacou como essencial para o desenvolvimento do cosmos: o trihidrogênio (H3+). Cientistas a apelidaram de “a molécula que fez o universo” por seu papel crucial na formação da molécula estelar e na síntese de compostos químicos primordiais.
O papel do trihidrogênio na formação da molécula
Em um novo estudo publicado na revista Nature Communications, uma equipe da Universidade Estadual de Michigan (MSU) investigou a fundo o papel do H3+. O objetivo principal é entender como essa molécula influenciou a química do universo e descobrir novas maneiras pelas quais ela pode ter se formado.
Até agora, a ciência conhecia o principal mecanismo de formação da molécula do H3+: a colisão entre o hidrogênio molecular (H2) e sua versão ionizada (H2+). No entanto, essa nova pesquisa revela que o trihidrogênio também pode surgir a partir de moléculas orgânicas duplamente ionizadas.
Segundo o professor do Departamento de Química da MSU Research Foundation, Piotr Piecuch, essa molécula pode não ser tão importante para nós na Terra quanto a água ou as proteínas, mas entender sua abundância, produção e velocidade de reações químicas no universo é crucial.
Um novo caminho para a formação da molécula
A equipe de cientistas da MSU descobriu um novo caminho para a formação da molécula do H3+: um mecanismo de roaming em moléculas duplamente ionizadas. Nesse processo, a molécula perde dois elétrons ao ser exposta a uma alta quantidade de energia, como raios cósmicos ou lasers de alta potência.
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Anteriormente, os pesquisadores acreditavam que moléculas duplamente ionizadas se fragmentariam violentamente sob essa energia. Surpreendentemente, o que ocorreu foi a formação da molécula de H2 dentro da estrutura, que vagou até capturar um próton extra e se transformar em H3+.
O estudo analisou a formação da molécula de H3+ em compostos como metil-halogenetos e pseudohalogenetos. Os cientistas observaram que o hidrogênio não se dispersou imediatamente, mas permaneceu na estrutura por um tempo significativo até capturar o próton extra, um resultado incomum para o conhecimento atual.
Para visualizar esses resultados, os pesquisadores realizaram simulações computacionais e criaram animações que mostram as reações em tempo real. Além disso, eles identificaram outras moléculas capazes de formar H3+ por meio da ionização dupla e desenvolveram um conjunto de regras para identificar compostos orgânicos com potencial para produzir trihidrogênio por esse mecanismo.
A importância do trihidrogênio (H3+)
Esses novos resultados sugerem que o trihidrogênio pode ser muito mais abundante no cosmos do que se pensava. Até recentemente, os cientistas conheciam apenas o método tradicional de formação da molécula do H3+, mas a nova pesquisa abre portas para a existência de outros mecanismos no universo.
O H3+ atua como um reagente em diversas reações químicas no espaço, desempenhando um papel fundamental no nascimento das primeiras estrelas e na formação da molécula de moléculas orgânicas, que contribuíram para os blocos de construção da vida como a conhecemos. Inclusive, há estudos que apontam que conhecemos apenas 1% da composição química do universo.
De acordo com a equipe, as descobertas podem auxiliar cientistas que estudam o impacto do H3+ no meio interestelar, um tema amplamente debatido na comunidade astroquímica. Mesmo que haja apenas alguns por cento a mais de moléculas de H3+ no universo devido aos pequenos compostos orgânicos, os modelos usados para estudar processos como a formação da molécula de estrelas podem ter que ser revisitados, segundo Piecuch.
Os elementos que compõem o universo surgiram em processos cósmicos extremos, e muitos deles são encontrados apenas no espaço.
Este conteúdo foi auxiliado por Inteligência Artificial, mas escrito e revisado por um humano.
Via TecMundo
