Um radioisótopo de ferro produzido pela explosão de estrelas foi descoberto tanto na Lua e em raios cósmicos que estão entrando no Sistema Solar, reforçando a teoria de que duas supernovas explodiram dentro de nossa vizinhança galáctica a cerca de dois milhões de anos atrás.
© Gemini South Telescope (Grande Nuvem de Magalhães)
A imagem acima mostra uma vasta bolha na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea visível do hemisfério sul, que foi formada pela morte explosiva de uma ou mais estrelas do aglomerado massivo dentro da bolha. Os raios cósmicos que atingem a Terra são criados e acelerados por explosões semelhantes.
A pesquisa revelou recentemente que os depósitos destas explosões cósmicas massivas ainda precipitam na Terra. Enquanto pesquisas anteriores encontraram amostras do isótopo que se acumulou na Terra e na Lua no passado distante, esta é a primeira medição da taxa atual.
Pesquisas anteriores já haviam descoberto depósitos de ferro 60Fe nas crostas e sedimentos no fundo dos oceanos da Terra.
Estes resultados sugerem que duas supernovas explodiram entre 1,5 a 2,3 milhões de anos atrás, nas distâncias de 290 a 325 anos-luz do Sol.
Se as supernovas realmente explodiram relativamente perto do Sol, as provas devem ser encontradas não só na Terra, mas também em outras partes do Sistema Solar. Percebendo isso, uma equipe de cientistas da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha, junto com colegas nos EUA, descobriram um excesso de 60Fe em amostras lunares que retornaram à Terra atrvés das missões: Apollo 12, 15 e 16.
O isótopo penetrou no Sistema Solar e precipitou sobre a Lua como poeira. Também é possível que que o impacto dos raios cósmicos sobre a superfície lunar interagiram com elementos como níquel e produziram o 60Fe, potencialmente levando à confusão.
No entanto, este tipo de interação também produziria um radioisótopo de manganês 53Mn, e a taxa entre os dois produzidos por raios cósmicos é fixa.
“Então, um aumento de 60Fe deve ser refletido em um aumento de 53Mn, se o isótopo não se originou a partir de uma supernova,” diz o membro da equipe Gunther Korschinek.
Em vez disso, os pesquisadores encontraram apenas um excedente de 60Fe, entre 10 a 60 milhões de átomos por cm2.
Sendo a meia-vida do 60Fe de 2,62 milhões de anos; em seguida, no momento em que o isótopo foi depositado, a sua abundância na Lua teria sido entre 0,8 × 108 e 4 × 108 por cm2.
Esta concentração é semelhante ao que se verificou na Terra. “Os dados lunares são a prova objetiva de que o 60Fe entrou no nosso Sistema Solar em torno de dois milhões de anos atrás, e foi depositado em cada objeto,” disse Korschinek.
Supernovas também podem produzir raios cósmicos composto por núcleos de 60Fe, e novos resultados da sonda Advanced Composition Explorer da NASA identificaram um punhado destes raios cósmicos com energias entre 195 e 500 MeV.
A análise feita pela equipe liderada por Robert Binns, da Universidade de Washington, nos EUA, indica que os raios cósmicos de 60Fe também se originou das duas supernovas nas proximidades.
O 60Fe pode ter sido o primeiro produzido por uma explosão de supernova, com as ondas de choque da segunda acelerando os núcleos de 60Fe para próximo da velocidade da luz.
Embora as supernovas explodiram entre 1,5 e 2,3 milhões de anos atrás, ainda é possível detectar seus raios cósmicos, porque eles têm sido sustentados pelo emaranhado campo magnético interestelar que os desviam. “É melhor pensar nos raios cósmicos acelerados por uma supernova como uma nuvem em expansão que emana a onda de choque da supernova, ao invés de uma onda de partículas que passa,” disse Binns.
Ambos resultados, juntamente com os resultados anteriores, estão estabelecendo que pelo menos duas supernovas explodiram perto do Sol nos últimos milhões de anos. Os resultados dão aos cientistas um meio de aprender mais sobre o processo de criação de elementos pesados dentro de supernovas, que são soprados para o espaço e reciclados para a próxima geração de estrelas e planetas.
“Ela abre a porta para procurar outros radioisótopos de vida longa dos mesmos eventos,” disse Korschinek.
Os artigos foram publicados independentemente nas revistas Science e Physical Review Letters.
Fonte: Physics World
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