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Mars Curiosity Rover vê uma forte assinatura de carbono em um leito de rochas – pode indicar atividade biológica

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O carbono é fundamental para a vida, até onde sabemos. Então, sempre que detectarmos uma forte assinatura de carbono em algum lugar como Marte, isso pode indicar atividade biológica.

Um forte sinal de carbono em rochas marcianas indica algum tipo de processo biológico?

Qualquer sinal forte de carbono é intrigante quando você está procurando por vida. É um elemento comum em todas as formas de vida que conhecemos. Mas existem diferentes tipos de carbono, e o carbono pode se concentrar no meio ambiente por outros motivos. Isso não significa automaticamente que a vida está envolvida nas assinaturas de carbono.

Os átomos de carbono sempre têm seis prótons, mas a contagem de nêutrons pode variar. Átomos de carbono com diferentes números de nêutrons são chamados de isótopos. Três isótopos de carbono ocorrem naturalmente: C12 e C13, que são estáveis, e C14, um radionuclídeo. C12 tem seis nêutrons, C13 tem sete nêutrons e C14 tem oito nêutrons.

Quando se trata de isótopos de carbono, a vida prefere C12. Eles o usam na fotossíntese ou para metabolizar alimentos. A razão é relativamente simples. C12 tem um nêutron a menos que C13, o que significa que, quando se liga a outros átomos em moléculas, faz menos conexões do que C13 na mesma situação. A vida é essencialmente preguiçosa e sempre buscará a maneira mais fácil de fazer as coisas. C12 é mais fácil de usar porque forma menos ligações do que C13. É mais fácil chegar ao C13, e a vida nunca toma o caminho mais difícil quando há um caminho mais fácil disponível.

O rover Curiosity está trabalhando duro na cratera Gale, em Marte, em busca de sinais de vida. Ele perfura a rocha, extrai uma amostra pulverizada e a coloca em seu laboratório de química a bordo. O laboratório da Curiosity chama-se SAM, que significa Análise de Amostra em Marte. Dentro do SAM, o rover usa pirólise para assar a amostra e converter o carbono da rocha em metano. A pirólise é feita em fluxo de hélio inerte para evitar qualquer contaminação no processo. Em seguida, ele sonda o gás com um instrumento chamado Espectrômetro a Laser Ajustável para descobrir quais isótopos de carbono estão no metano.

Ferramenta de Análise de Amostra do Rover Curiosity da NASA em Marte (SAM)

A ferramenta Sample Analysis at Mars é chamada SAM. O SAM é composto por três instrumentos diferentes que buscam e medem produtos químicos orgânicos e elementos leves que são ingredientes importantes potencialmente associados à vida. Crédito: NASA/JPL-Caltech

A equipe por trás do SAM da Curiosity analisou 24 amostras de rochas com esse processo e descobriu recentemente algo digno de nota. Seis das amostras mostraram razões elevadas de C12 para C13. Em comparação com um padrão de referência baseado na Terra para razões C12/C13, as amostras desses seis locais continham mais de 70 partes por mil a mais de C12. Na Terra, 98,93% do carbono é C12 da Terra e C13 forma os 1,07% restantes.

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Um novo estudo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) apresentou os resultados. Seu título é “Composições de isótopos de carbono esgotadas observadas na cratera Gale, Marte.O autor principal é Christopher House, um cientista do Curiosity da Penn State University.

É uma descoberta emocionante e, se esses resultados fossem obtidos na Terra, sinalizariam que um processo biológico produziu a abundância de C12.

Na Terra antiga, as bactérias da superfície produziam metano como subproduto. Eles são chamados metanogênicos, e eles são procariontes do domínio Archaea. Metanogênicos ainda estão presentes hoje na Terra, em pântanos anóxicos, no trato digestivo de ruminantes e ambientes extremos como fontes termais.

Essas bactérias produzem metano que entra na atmosfera, interagindo com a luz ultravioleta. Essas interações produzem moléculas mais complexas que choveram na superfície da Terra. Eles são preservados em rochas da Terra, juntamente com suas assinaturas de carbono. A mesma coisa pode ter acontecido em Marte e, se aconteceu, poderia explicar as descobertas do Curiosity.

Mas isso é março. Se a história da busca por vida em Marte nos diz alguma coisa, não é para nos anteciparmos.

“Estamos encontrando coisas em Marte que são tentadoramente interessantes, mas realmente precisaríamos de mais evidências para dizer que identificamos vida”, disse Paul Mahaffy, ex-investigador principal da Análise de Amostras da Curiosity no laboratório de Marte. “Então, estamos analisando o que mais poderia ter causado a assinatura de carbono que estamos vendo, se não a vida.”

Pesquisas de curiosidade um mistério

A curiosidade tirou este panorama de 360 ​​graus em 9 de agosto de 2018, em Vera Rubin Ridge. Créditos: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Em seu artigo, os autores escrevem: “Existem várias explicações plausíveis para o esgotamento anômalo 13C observado no metano evoluído, mas nenhuma explicação única pode ser aceita sem mais pesquisas.”

Uma das dificuldades em entender as assinaturas de carbono como esta é o chamado viés da Terra. A maior parte do que os cientistas sabem sobre química atmosférica e coisas relacionadas é baseada na Terra. Então, quando se trata dessa assinatura de carbono recém-detectada em Marte, os cientistas podem achar desafiador manter suas mentes abertas para novas possibilidades que podem não existir em Marte. A história da busca por vida em Marte nos diz isso.

“A coisa mais difícil é deixar de lado a Terra e deixar de lado esse preconceito que temos e realmente tentar entrar nos fundamentos da química, física e processos ambientais em Marte”, disse a astrobióloga de Goddard Jennifer L. Eigenbrode, que participou do estudo. estudo de carbono. Anteriormente, Eigenbrode liderou uma equipe internacional de cientistas do Curiosity na detecção de inúmeras moléculas orgânicas – aquelas que contêm carbono – na superfície marciana.

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“Precisamos abrir nossas mentes e pensar fora da caixa”, disse Eigenbrode, “e é isso que este jornal faz”.

Os pesquisadores apontam duas explicações não biológicas para a assinatura incomum de carbono em seu artigo. Um envolve nuvens moleculares.

A hipótese da nuvem molecular afirma que nosso Sistema Solar passou por uma nuvem molecular centenas de milhões de anos atrás. Esse é um evento raro, mas acontece uma vez a cada 100 milhões de anos, então os cientistas não podem descartá-lo. Nuvens moleculares são principalmente hidrogênio molecular, mas uma pode ter sido rica no tipo de carbono mais leve detectado pelo Curiosity na Cratera Gale. A nuvem teria causado o resfriamento de Marte, causando glaciação neste cenário. O resfriamento e a glaciação teriam impedido que o carbono mais leve nas nuvens moleculares se misturasse com o outro carbono de Marte, criando depósitos de C12 elevado. O artigo afirma que “o derretimento glacial durante o período glacial e o recuo do gelo depois devem deixar as partículas de poeira interestelar na superfície geomorfológica glacial”.

A hipótese se encaixa, pois o Curiosity encontrou alguns dos níveis elevados de C12 no topo das cordilheiras – como o topo da Vera Rubin Ridge – e outros pontos altos na Cratera Gale. As amostras foram coletadas de “… uma variedade de litologias (arroz, areia e arenito) e estão temporariamente espalhadas pelas operações da missão até o momento”, afirma o documento. Ainda assim, a hipótese da nuvem molecular é uma improvável cadeia de eventos.

Rover Curiosity da NASA em Vera Rubin Ridge

O rover Curiosity da NASA levantou seu braço robótico com a broca apontada para o céu enquanto explorava o Vera Rubin Ridge na base do Monte Sharp dentro da Cratera Gale – pano de fundo pela borda da cratera distante. Este mosaico de câmeras Navcam foi costurado a partir de imagens brutas tiradas no Sol 1833, 2 de outubro de 2017, e coloridas. Crédito: NASA/JPL/Ken Kremer/kenkremer.com/Marco Di Lorenzo.

A outra hipótese não biológica envolve a luz ultravioleta. A atmosfera de Marte tem mais de 95% de dióxido de carbono e, neste cenário, a luz UV teria interagido com o gás dióxido de carbono na atmosfera de Marte, produzindo novas moléculas contendo carbono. As moléculas teriam chovido na superfície de Marte e se tornado parte da rocha lá. Essa hipótese é semelhante à forma como os metanogênicos produzem indiretamente C12 na Terra, mas é totalmente abiótico.

“Todas as três explicações se encaixam nos dados”, disse o principal autor Christopher House. “Nós simplesmente precisamos de mais dados para descartá-los ou excluí-los.”

Rochas de Marte com assinatura de carbono

Esta figura do estudo mostra as três hipóteses que poderiam explicar a assinatura do carbono. O azul mostra metano biologicamente produzido no interior de Marte, criando a deposição de material orgânico empobrecido em 13C após fotólise. A laranja mostra reações fotoquímicas via luz UV que podem resultar em vários produtos atmosféricos, alguns dos quais seriam depositados como material orgânico com ligações químicas facilmente quebradas. O cinza mostra a hipótese da nuvem molecular. Crédito: House et al. 2022.

“Na Terra, os processos que produziriam o sinal de carbono que estamos detectando em Marte são biológicos”, acrescentou House. “Temos que entender se a mesma explicação funciona para Marte ou se há outras explicações porque Marte é muito diferente.”

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Quase metade das amostras do Curiosity apresentaram níveis inesperadamente elevados de C12. Eles não são apenas maiores do que a proporção da Terra; eles são mais altos do que os cientistas encontraram em meteoritos marcianos e na atmosfera marciana. As amostras vieram de cinco locais na Cratera Gale, e todos os locais tinham uma coisa em comum: eles têm superfícies antigas e bem preservadas.

Como disse Paul Mahaffy, as descobertas são “extremamente interessantes”. Mas os cientistas ainda estão aprendendo sobre o ciclo de carbono de Marte, e ainda desconhecemos muita coisa. É tentador fazer suposições sobre o ciclo de carbono de Marte com base no ciclo de carbono da Terra. Mas o carbono pode circular por Marte de maneiras que ainda nem imaginamos. Quer essa assinatura de carbono acabe ou não sendo um sinal para a vida ou não, ainda é um conhecimento valioso quando se trata de entender a assinatura de carbono de Marte.

“Definir o ciclo do carbono em Marte é absolutamente fundamental para tentar entender como a vida pode se encaixar nesse ciclo”, disse Andrew Steele, cientista do Curiosity baseado na Carnegie Institution for Science em Washington, DC “Fizemos isso com muito sucesso na Terra , mas estamos apenas começando a definir esse ciclo para Marte.”

Mas não é fácil tirar conclusões sobre Marte com base no ciclo de carbono da Terra. Steele deixou isso claro quando disse: “Há uma grande parte do ciclo do carbono na Terra que envolve a vida, e por causa da vida, há uma parte do ciclo do carbono na Terra que não podemos entender porque em todos os lugares que olhamos, há vida.”

Selfie da Perseverança em Rochette

O rover Perseverance da NASA está procurando por sinais de vida antiga em Marte na Cratera Jezero. Os resultados do Curiosity podem informar as atividades de amostragem da Perseverance. Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

O Curiosity ainda está trabalhando em Marte e estará por um tempo ainda. O significado dessas amostras, juntamente com uma melhor compreensão do ciclo de carbono de Marte, está por vir. O Curiosity irá amostrar mais rochas para medir as concentrações de isótopos de carbono. Ele coletará amostras de rochas de outras superfícies antigas bem preservadas para ver se os resultados são semelhantes a estes. Idealmente, encontraria outra pluma de metano e a amostraria, mas esses eventos são imprevisíveis e não há como se preparar para um.

De qualquer forma, esses resultados ajudarão a informar a coleta de amostras da Perseverance na Cratera Jezero. A perseverança pode confirmar sinais semelhantes de carbono e até determinar se são biológicos ou não.

Perseverance também está coletando amostras para retornar à Terra. Os cientistas estudarão essas amostras de forma mais eficaz do que o laboratório a bordo do rover pode, então quem sabe o que aprenderemos.

A vida antiga em Marte é uma perspectiva tentadora, mas por enquanto, pelo menos, é incerta.

Postado originalmente em Universo hoje.

Para saber mais sobre essa pesquisa, consulte:

Referência: “Composições de isótopos de carbono esgotadas observadas na cratera Gale, Marte” por Christopher H. House, Gregory M. Wong, Christopher R. Webster, Gregory J. Flesch, Heather B. Franz, Jennifer C. Stern, Alex Pavlov, Sushil K Atreya, Jennifer L. Eigenbrode, Alexis Gilbert, Amy E. Hofmann, Maëva Millan, Andrew Steele, Daniel P. Glavin, Charles A. Malespin e Paul R. Mahaffy, 17 de janeiro de 2022, Anais da Academia Nacional de Ciências.
DOI: 10.1073/pnas.2115651119

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Privação associada a maior risco de segundo câncer entre sobreviventes de câncer de mama na Inglaterra Câncer

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Privação associada a maior risco de segundo câncer entre sobreviventes de câncer de mama na Inglaterra  Câncer

As mulheres sobreviventes do cancro da mama que vivem nas zonas mais desfavorecidas têm 35% mais probabilidades de desenvolver um segundo cancro, não relacionado, em comparação com as que vivem nas zonas mais ricas. pesquisar Ofertas.

O câncer de mama é o câncer mais comumente diagnosticado no Reino Unido, com cerca de 56.000 pessoas informadas que o sofrem a cada ano. Melhorar o diagnóstico e o tratamento significa que As taxas de sobrevivência em cinco anos são agora de 86% na Inglaterra.

As pessoas que sobreviveram ao cancro da mama têm uma maior probabilidade de desenvolver um segundo cancro primário (não relacionado), mas até agora o risco exato não foi claro.

Uma equipa de investigadores liderada pela Universidade de Cambridge analisou dados do NHS de quase 600.000 pacientes em Inglaterra e descobriu que, em comparação com a população feminina em geral, as mulheres que sobreviveram ao cancro da mama tinham um risco aumentado de desenvolver 12 outros cancros primários.

Elas tinham o dobro do risco de desenvolver câncer na mama não afetada (no lado contralateral), um risco aumentado de 87% de câncer endometrial, um risco aumentado de 58% de leucemia mieloide e um risco aumentado de 25% de câncer de ovário.

O estudo, publicado no The Lancet Regional Health – Europe, concluiu que o risco de desenvolver um segundo cancro primário era maior em pessoas que viviam em áreas de maior privação socioeconómica.

Em comparação com os mais ricos e menos ricos, os sobreviventes do cancro da mama têm um risco 166% maior de cancro do pulmão, um risco 78% aumentado de cancro do estômago e um risco aumentado de mais de 50% de cancro da bexiga e do esófago, e um risco aumentado de 48% de desenvolver câncer de mama. Maior risco de câncer de cabeça e pescoço e aumento de 43% no risco de câncer renal.

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No geral, aqueles que viviam nas áreas mais desfavorecidas tinham 35% mais probabilidade de desenvolver um segundo cancro que não o cancro da mama.

Isto pode dever-se ao facto de factores de risco como o tabagismo, a obesidade e o consumo de álcool serem mais comuns entre os grupos mais desfavorecidos. Um estudo de 2023 descobriu que a privação causa 33.000 casos adicionais de câncer no Reino Unido a cada ano.

O primeiro autor, Isaac Allen, do Departamento de Saúde Pública e Cuidados Primários da Universidade de Cambridge, disse: “Este é o maior estudo já feito para rastrear o segundo tipo de câncer depois do câncer de mama, e o primeiro a mostrar que mulheres diagnosticadas com câncer de mama em áreas desfavorecidas têm maior probabilidade de desenvolver um segundo tipo de cancro.” Muitos cancros resultam da privação, mas é claro que é necessária mais investigação para determinar os factores específicos que levam a riscos mais elevados e a melhor forma de reduzir estas disparidades.

Além dos dados de mais de 580.000 mulheres, os investigadores examinaram o risco de um segundo cancro primário em mais de 3.500 homens sobreviventes de cancro da mama diagnosticados entre 1995 e 2019, utilizando o conjunto de dados do Registo Nacional de Cancro.

Os sobreviventes do cancro da mama do sexo masculino tinham 55 vezes mais probabilidade do que a população masculina em geral de desenvolver cancro da mama contralateral, 58% mais probabilidade do que a população masculina em geral de desenvolver cancro da próstata e tinham quatro vezes mais risco de desenvolver cancro da tiróide, embora os números reais destes cânceres Foi baixo.

Reagindo às descobertas, o professor Pat Price, oncologista líder e cofundador da… Campanha Pegue o CâncerEle disse: “Isto destaca outro exemplo de desigualdades alarmantes no cancro, sublinhando a necessidade urgente de um plano dedicado ao cancro. “Nem a origem de uma pessoa nem o seu estatuto socioeconómico devem determinar as suas hipóteses de contrair ou sobreviver ao cancro”.

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Dr. Simon Vincent, Diretor de Pesquisa, Apoio e Impacto do Breast Cancer Now, disse: Embora um risco maior de câncer secundário possa ser causado por fatores genéticos ou pelos efeitos do tratamento inicial do câncer de mama, são necessárias mais pesquisas sobre as causas do segundo câncer primário. . Câncer e como acompanhar pacientes que completaram o tratamento inicial para câncer de mama.

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Podemos ter detectado a primeira explosão magnética fora da nossa galáxia

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Podemos ter detectado a primeira explosão magnética fora da nossa galáxia
Mais Zoom / M82, o local do que é provavelmente uma explosão gigante de um magnetar.

NASA, ESA e a equipe do legado do Hubble

Os raios gama são uma ampla classe de fótons de alta energia, incluindo qualquer coisa com mais energia que os raios X. Embora muitas vezes surjam de processos como o decaimento radioativo, poucos eventos astronômicos os produzem em quantidades suficientes para que possam ser detectados quando a radiação se origina em outra galáxia.

Porém, a lista é maior que uma, o que significa que a descoberta dos raios gama não significa que conhecemos o evento que levou ao seu aparecimento. A baixas energias, podem ser produzidos nas regiões circundantes dos buracos negros e por estrelas de neutrões. As supernovas também podem produzir uma explosão repentina de raios gama, assim como a fusão de objetos compactos, como estrelas de nêutrons.

Depois, há magnetares. Estas são estrelas de nêutrons que, pelo menos temporariamente, possuem campos magnéticos intensos de >1012 Muitas vezes mais forte que o campo magnético do sol. Os magnetares podem sofrer explosões e até explosões gigantes, pois emitem grandes quantidades de energia, incluindo raios gama. Estas explosões podem ser difíceis de distinguir das explosões de raios gama resultantes da fusão de objetos compactos, pelo que as únicas explosões magnéticas gigantes confirmadas ocorreram na nossa galáxia ou nos seus satélites. Até agora parece.

o que é que foi isso

A explosão em questão foi monitorizada pela Agência Espacial Europeia Observatório Integrado de Raios Gama, entre outros, em novembro de 2023. GRB 231115A era curto, durando apenas cerca de 50 milissegundos em alguns comprimentos de onda. Embora explosões mais longas de raios gama possam ser produzidas pela formação de buracos negros durante supernovas, esta explosão curta é semelhante àquelas que se espera que sejam observadas quando estrelas de nêutrons se fundem.

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Os dados direcionais do Integral GRB 231115A colocaram-no diretamente acima de uma galáxia próxima, M82, também conhecida como Galáxia do Charuto. M82 é a chamada galáxia starburst, o que significa que está formando estrelas rapidamente, e a explosão é provavelmente causada por interações com seus vizinhos. No geral, a galáxia está formando estrelas a uma taxa 10 vezes maior que a taxa de formação de estrelas da Via Láctea. Isto significa muitas supernovas, mas também significa um grande número de jovens estrelas de nêutrons, algumas das quais formarão magnetares.

Isto não exclui a possibilidade de M82 estar presente antes de uma explosão de raios gama de um evento distante. No entanto, os investigadores estão a utilizar dois métodos diferentes para mostrar que isto é altamente improvável, tornando algo que ocorre dentro da galáxia a fonte mais provável dos raios gama.

Ainda poderia ser uma explosão de raios gama ocorrendo dentro de M82, exceto que a energia total estimada da explosão é muito menor do que esperaríamos desses eventos. As supernovas também deveriam ser detectadas em outros comprimentos de onda, mas não havia sinal de nenhuma (de qualquer maneira, elas geralmente produzem explosões mais longas). Uma fonte alternativa, a fusão de dois objetos compactos, como estrelas de nêutrons, poderia ter sido detectada usando observatórios de ondas gravitacionais, mas não havia nenhum sinal claro neste momento. Estes eventos muitas vezes deixam para trás fontes de raios X, mas nenhuma nova é visível em M82.

Portanto, parece uma explosão magnética gigante, e possíveis explicações para uma curta explosão de radiação gama não funcionam realmente para GRB 231115A.

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Procurando por mais

O mecanismo exato pelo qual os magnetares produzem raios gama não foi totalmente determinado. Pensa-se que este processo envolve um rearranjo da crosta da estrela de neutrões, imposto pelas intensas forças geradas pelo campo magnético surpreendentemente intenso. Acredita-se que as explosões gigantes exigem uma intensidade de campo magnético de pelo menos 1015 Gauss. O campo magnético da Terra é inferior a um gauss.

Assumindo que o evento enviou radiação em todas as direções, em vez de direcioná-la para a Terra, os pesquisadores estimam que a energia total liberada foi de 1045 ergs, o que se traduz em aproximadamente 1022 Megatoneladas de TNT. Portanto, embora seja menos ativo do que uma fusão de estrelas de nêutrons, ainda é um evento impressionantemente ativo.

No entanto, para compreendê-los melhor, provavelmente precisaremos de mais do que os três estados na nossa vizinhança imediata que estão claramente associados aos magnetares. Assim, ser capaz de determinar de forma consistente quando estes eventos ocorrem em galáxias distantes seria uma grande vitória para os astrónomos. Os resultados podem ajudar-nos a desenvolver um modelo para distinguir quando olhamos para uma explosão gigante em vez de fontes alternativas de raios gama.

Os investigadores também observam que esta é a segunda candidata a erupção gigante associada à M82 e, como mencionado acima, espera-se que as galáxias estelares sejam relativamente ricas em magnetares. Concentrar as pesquisas nelas e em galáxias semelhantes pode ser exatamente o que precisamos para acelerar o ritmo das nossas observações.

Natureza, 2024. DOI: 10.1038/s41586-024-07285-4 (Sobre IDs digitais).

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Missão Starlink terça-feira de Cabo Canaveral

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