Uma equipe liderada pela Universidade do Arizona reconstruiu em detalhes sem precedentes a história de um grão de poeira que se formou durante o nascimento do Sistema Solar, há mais de 4,5 bilhões de anos.
© Heather Roper (ilustração do início do Sistema Solar)
A imagem mostra o início do Sistema Solar, num momento em que ainda não tinham sido formados os planetas. Uma nuvem rodopiante de gás e poeira rodeava o jovem Sol. O corte no disco protoplanetário serve para mostrar a sua estrutura tridimensional.
Os achados fornecem informações sobre os processos fundamentais subjacentes à formação dos sistemas planetários, muitos dos quais ainda estão envoltos em mistério. Para o estudo, foi desenvolvida uma nova metodologia que combina mecânica quântica e termodinâmica para simular as condições às quais o grão foi exposto durante a sua formação, quando o Sistema Solar era um disco giratório de gás e poeira conhecido como disco protoplanetário ou nebulosa solar.
A comparação das previsões do modelo com uma análise extremamente detalhada da composição química e da estrutura cristalina da amostra, juntamente com um modelo de como a matéria foi transportada na nebulosa solar, revelou pistas sobre a viagem do grão e sobre as condições ambientais que o moldaram durante o caminho.
O grão analisado no estudo é uma das várias inclusões, conhecidas como inclusões ricas em cálcio-alumínio, descobertas numa amostra do meteorito Allende, que caiu sobre o estado mexicano de Chihuahua em 1969. As inclusões ricas em cálcio-alumínio são de especial interesse porque pensa-se que estejam entre os primeiros sólidos formados no Sistema Solar há mais de 4,5 bilhões de anos. As estruturas a escalas microscópicas e a escalas atômicas da amostra desvendam um registo das suas histórias de formação, que foram controladas pelos ambientes coletivos aos quais foram expostas.
Os cientistas analisaram a composição das inclusões embebidas no meteorito usando os microscópios eletrônicos de varredura por transmissão de resolução atômica de última geração do KMICF (Kuiper Materials Imaging and Characterization Facility) do LPL (Lunar and Planetary Laboratory) e da fábrica da Hitachi em Hitachinaka, Japão.
As inclusões consistem principalmente de tipos de minerais conhecidos como espinela e perovskite, que também ocorrem em rochas na Terra e estão sendo estudados como materiais candidatos para aplicações como microeletrônica e energia solar fotovoltaica. Tipos semelhantes de sólidos ocorrem em outros gêneros de meteoritos conhecidos como condritos carbonáceos, que são particularmente interessantes para os cientistas planetários, pois são conhecidos por serem remanescentes da formação do Sistema Solar e contêm moléculas orgânicas, incluindo aquelas que podem ter fornecido as matérias-primas para a vida.
A análise precisa do arranjo espacial dos átomos permitiu o estudo, em grande detalhe, da composição das estruturas cristalinas subjacentes. Para surpresa da equipe, alguns dos resultados estavam em desacordo com as teorias atuais no que concerne aos processos físicos considerados ativos dentro dos discos protoplanetários.
Com base nos dados extraídos das amostras, os pesquisadores concluíram que a partícula foi formada numa região do disco protoplanetário não muito longe de onde a Terra está agora, que depois viajou para mais perto do Sol, onde estava cada vez mais quente, para depois inverter caminho e chegar a regiões mais frias, mais distantes do jovem Sol. Eventualmente, foi incorporada num asteroide, que mais tarde se partiu em pedaços. Alguns destes fragmentos foram capturados pela gravidade da Terra e caíram como meteoritos.
As amostras para este estudo foram retiradas do interior de um meteorito e são consideradas primitivas, ou seja, não foram afetadas por influências ambientais. Pensa-se que o material tão primitivo não tenha sofrido nenhuma mudança significativa desde a sua formação há mais de 4,5 bilhões de anos, o que é raro.
Está ainda por determinar se objetos semelhantes existem no asteroide Bennu, amostras do qual serão trazidas para a Terra pela missão OSIRIS-REx em 2023. Até lá, os cientistas contam com amostras que caem para a Terra por meio de meteoritos.
Um artigo foi publicado no periódico The Planetary Science Journal.
Fonte: University of Arizona
Nenhum comentário:
Postar um comentário