Um estudo mais recente liderado pela Universidade de Oxford, no Reino Unido, e pelo Centro de Astrobiologia em Espanha (CAB), mostra que o Telescópio Espacial James Webb (JWST) detetou uma abundância de compostos orgânicos de pequenas moléculas, excedendo em muito as expectativas teóricas num núcleo de galáxia brilhante no infravermelho que estava severamente obscurecido pela poeira, revelando um ambiente químico orgânico complexo que nunca tinha sido diretamente confirmado fora da Via Láctea antes.

Os investigadores salientaram que os raios cósmicos de alta energia podem bombardear continuamente partículas de poeira ricas em carbono e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) nas profundezas da galáxia, quebrando-os em pedaços e produzindo continuamente moléculas orgânicas mais pequenas, tornando estes núcleos galácticos profundamente enterrados num poderoso "centro de produção de moléculas orgânicas" no universo.

O estudo teve como alvo a galáxia infravermelha ultrabrilhante IRAS 07251–0248. A região central da galáxia está envolta em gás e poeira extremamente densos, de modo que o buraco negro supermassivo no centro e as atividades circundantes ficam quase completamente bloqueadas na faixa de luz visível, dificultando a observação do seu interior pelos telescópios convencionais. No entanto, a luz na faixa infravermelha pode penetrar na poeira. O Telescópio James Webb aproveitou isto para realizar observações aprofundadas do seu núcleo galáctico enterrado, permitindo-lhe determinar quais os processos químicos que dominam este ambiente extremo.

A equipe de pesquisa usou dados espectrais de infravermelho próximo e infravermelho médio do JWST para conduzir uma análise detalhada da radiação na faixa de comprimento de onda de 3 a 28 mícrons. Combinando linhas espectrais obtidas pelo NIRSpec e instrumentos de infravermelho médio, eles identificaram as "impressões digitais" características de moléculas em fase gasosa, inclusões semelhantes a gelo e partículas de poeira. Ao modelar essas características espectrais, os cientistas são capazes de deduzir a abundância e a distribuição de temperatura de vários compostos no núcleo da galáxia e traçar uma “imagem da estrutura química” sem precedentes.

Os resultados mostram que há uma variedade incomumente rica de pequenas moléculas orgânicas dentro do núcleo da galáxia enterrado, incluindo uma série de moléculas contendo carbono e hidrogênio, como benzeno (C₆H₆), metano (CH₄), acetileno (C₂H₂), diacetileno (C₄H₂) e triacetileno (C₆H₂). A equipa também detectou diretamente radicais metilo (CH₃) pela primeira vez fora da Via Láctea, uma descoberta que destaca ainda mais a complexidade das redes químicas orgânicas nesta região. Além das moléculas em fase gasosa, as observações também revelaram a existência de um grande número de materiais sólidos, incluindo partículas de poeira ricas em carbono e gelo de água, fornecendo pistas importantes para explicar a fonte do carbono.

O primeiro autor do artigo, Ismael Garcia-Bernet, que trabalhou na Universidade de Oxford e atualmente trabalha no Centro de Astrobiologia, disse que a abundância observada de pequenas moléculas orgânicas é muito maior do que o esperado pelos modelos teóricos existentes, o que implica que deve haver uma fonte contínua de carbono no núcleo da galáxia, impulsionando esta rede química complexa e eficiente. A análise da equipe mostra que a alta temperatura ou a turbulência por si só não são suficientes para explicar esse fenômeno de enriquecimento químico. Uma explicação mais razoável é que os raios cósmicos de alta energia desempenham um papel fundamental nisso.

Usando o modelo teórico e o método de análise de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos desenvolvidos pela equipe de Oxford, os pesquisadores descobriram que os raios cósmicos preenchidos nesses núcleos galácticos extremos atingirão frequentemente PAHs e partículas de poeira ricas em carbono, destruindo as estruturas originalmente maiores baseadas em carbono e liberando um grande número de moléculas orgânicas menores no gás. Em várias galáxias semelhantes, o estudo também encontrou uma correlação significativa entre a abundância de moléculas de hidrocarbonetos e o nível de ionização dos raios cósmicos. Esta evidência estatística apoia ainda mais a imagem de “fábricas de produtos químicos orgânicos movidas por raios cósmicos”.

Embora as pequenas moléculas orgânicas detectadas desta vez não constituam vida em si, são consideradas uma das principais matérias-primas para a "pré-bioquímica" de ordem superior. A coautora Dimitra Rigopoulou, professora de física da Universidade de Oxford, destacou que, embora essas moléculas pequenas não apareçam diretamente nas células vivas, elas podem desempenhar um papel importante antes de formar moléculas básicas da vida, como aminoácidos e nucleotídeos, e representam um elo intermediário chave entre substâncias inorgânicas e sistemas orgânicos complexos.

Os investigadores sugerem que núcleos galácticos como o IRAS 07251–0248, que estão enterrados em poeira espessa, podem desempenhar um papel muito mais importante na evolução química do Universo do que se pensava anteriormente. Eles não são apenas centros de energia de atividade violenta de estrelas e buracos negros, mas também podem ser “oficinas” para a síntese e processamento de moléculas orgânicas em grande escala, transportando continuamente uma variedade de compostos orgânicos para a galáxia e até mesmo para o espaço interestelar mais amplo, afetando assim a composição química e a trajetória evolutiva de toda a galáxia.

Este trabalho demonstra a capacidade única do Telescópio Espacial James Webb de detectar processos químicos em ambientes extremos, permitindo aos cientistas dar a primeira olhada sistemática na atividade química em núcleos galácticos enterrados que antes eram quase completamente invisíveis. Resultados relevantes foram publicados na revista Nature Astronomy em 6 de fevereiro de 2026. O artigo é intitulado "Hidrocarbonetos abundantes, partículas de poeira carbonácea e sinais de processamento de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos em núcleos galácticos enterrados", que fornece ainda evidências observacionais importantes para a compreensão de como o carbono e moléculas orgânicas complexas são geradas e evoluem no universo.