Há cerca de um século, astrônomos sabem que Vênus esconde nas suas nuvens um mistério químico. Embora o planeta apresente uma aparência relativamente uniforme na luz visível, observações no ultravioleta revelam grandes padrões claros e escuros que acompanham a circulação das nuvens.
As regiões escuras indicam que alguma substância está absorvendo parte da radiação solar. O problema é que, apesar de décadas de estudos, a identidade desse material, conhecido como “absorvedor desconhecido”, ainda não foi determinada.
Agora, uma equipe internacional de pesquisadores conseguiu estabelecer limites mais precisos para uma de suas propriedades fundamentais: a intensidade com que esse material precisa absorver luz.
O estudo, publicado na revista Astrobiology, não identifica o composto responsável. Em vez disso, transforma as observações da atmosfera venusiana em valores que podem ser reproduzidos e testados em laboratório, reduzindo o número de substâncias capazes de explicar o que vemos em Vênus.
As nuvens de Vênus são compostas principalmente por gotículas de ácido sulfúrico. É dentro delas que o misterioso absorvedor pode estar presente.
Mas existe uma dificuldade importante para descobrir suas propriedades. A aparência de uma nuvem observada à distância não revela diretamente a aparência do líquido que forma suas partículas.
Isso ocorre porque pequenas gotículas espalham a luz de maneira muito eficiente. Assim, um material que parece relativamente claro quando distribuído em uma nuvem pode apresentar forte absorção quando concentrado em uma amostra líquida.
Foi a partir desse problema que os pesquisadores abordaram a questão de outra maneira: como seria uma amostra do líquido das nuvens de Vênus se pudesse ser coletada e analisada em um espectrômetro?
Para chegar a uma resposta, a equipe combinou observações do planeta com modelos que simulam a interação da radiação solar com as gotículas e com a própria atmosfera.
O modelo considerou tanto a absorção quanto os sucessivos espalhamentos sofridos pela luz antes de ela deixar as nuvens e chegar aos instrumentos de observação.
Com isso, os pesquisadores converteram a refletância observada em Vênus para uma medida utilizada rotineiramente em experimentos de espectroscopia em laboratório.
Na faixa analisada, entre 365 e 455 nanômetros, a absorção necessária alcançou aproximadamente 1.278 cm⁻¹ em 375 nanômetros.
O valor indica que o material responsável pelas regiões escuras precisa ser um absorvedor muito eficiente, estar presente em grande concentração ou apresentar uma combinação das duas características.
Essa exigência pode ajudar a avaliar candidatos já propostos para explicar as marcas ultravioletas de Vênus.
Segundo os pesquisadores, vários compostos inorgânicos considerados anteriormente precisariam estar presentes em concentrações muito elevadas para produzir o sinal observado.
Determinadas moléculas orgânicas conjugadas possuem grande capacidade de absorver luz e poderiam, em princípio, atender às exigências calculadas.
Para absorvedores com eficiência semelhante à de alguns pigmentos porfirinoides, por exemplo, seriam necessárias concentrações da ordem de 10 gramas por litro.
Isso não significa que os pesquisadores tenham encontrado pigmentos biológicos em Vênus.
Clorofila, heme e outras moléculas conhecidas foram utilizadas apenas como referências de substâncias capazes de absorver luz intensamente. Nesse contexto, “orgânico” significa simplesmente um composto baseado em carbono e não constitui evidência de atividade biológica.
Há ainda outro detalhe que qualquer candidato precisa explicar.
Não basta absorver muita luz. O composto também precisa reproduzir como essa absorção muda com o comprimento de onda.
Misturas de compostos orgânicos submetidas a ácido sulfúrico concentrado podem produzir materiais escuros e quimicamente complexos. Porém, essas misturas tendem a absorver luz em uma região muito ampla do espectro visível, assumindo uma aparência marrom ou quase preta.
O comportamento calculado para Vênus é diferente.
A absorção apresenta uma mudança acentuada entre 365 e 455 nanômetros. Caso o responsável seja um composto orgânico conjugado, os pesquisadores argumentam que o padrão seria mais compatível com uma substância quimicamente bem definida e capaz de permanecer estável nas condições extremas das gotículas venusianas.
Isso acrescenta mais uma restrição à lista de propriedades necessárias.
O novo trabalho não determina se o absorvedor desconhecido é orgânico ou inorgânico. Também não apresenta evidências de que sua origem seja biológica.
Sua contribuição está em definir quantitativamente o que qualquer explicação deverá reproduzir: intensidade de absorção, concentração, comportamento espectral, distribuição na atmosfera e compatibilidade com as características das partículas das nuvens.
Esses parâmetros poderão ser usados em experimentos de laboratório para testar diferentes substâncias em condições semelhantes às encontradas na atmosfera de Vênus.
A resposta definitiva, entretanto, pode exigir algo que as observações feitas à distância não conseguem oferecer: analisar diretamente as partículas das nuvens venusianas.
Projetos futuros pretendem justamente investigar sua composição química in situ. Entre os instrumentos propostos está um nefelômetro de autofluorescência desenvolvido para procurar fluorescência nas partículas, uma propriedade que pode estar associada a determinadas moléculas orgânicas.
Depois de quase um século de observações, os cientistas ainda não sabem o que produz as misteriosas marcas escuras vistas no ultravioleta em Vênus. Mas agora possuem uma descrição mais precisa de como essa substância desconhecida precisa se comportar
Sobre a Imagem: Imagem de radar de Vênus produzida com dados da sonda Magellan, revelando a superfície escondida sob a espessa camada de nuvens do planeta. Créditos da Imagem: NASA.
Link do Estudo: https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/15311074261477502