O nióbio não serve só
para fazer equipamentos de ressonância magnética, aceleradores de partículas.
No Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETHZ), ele também revela o que
acontecia no início da formação do Sistema Solar. Não qualquer nióbio.
Especificamente o isótopo Nb-92.
O átomo de nióbio possui
41 prótons no seu núcleo, dando a ele a 41º posição na tabela periódica. O
número de nêutrons, no entanto, pode variar. Assim, o número de massa do átomo
(soma de prótons e nêutrons) também muda, e surgem várias versões do mesmo
elemento químico, que são chamadas de isótopos.
O único isótopo estável do
nióbio (o responsável por formar o metal do jeitinho que você vê na foto ali em
cima) é o de massa 93. O isótopo estudado na Suíça não existe mais na natureza,
mas era abundante no momento em que o Sol se formou. De lá até aqui, ele
desapareceu porque era muito instável: decaiu por meio da emissão de raios gama
e se tornou um outro elemento: o zircônio-92. Esse, sim, encontramos por aqui.
Contando o zircônio, descobrimos quanto havia de nióbio.
Demora 37 milhões de anos
para que metade de uma amostra de nióbio-92 se torne zircônio-92. Esse é seu
tempo de meia-vida, no jargão dos químicos. É pouco comparado com a idade do
Sistema Solar, que tem 4,57 bilhões de anos. Como, a cada 37 milhões de anos, a
quantidade total do isótopo na nossa vizinhança cai pela metade, nessa altura
do campeonato ele efetivamente desapareceu: metade da met...
Podemos usar a quantidade
de nióbio 92 que costumava haver em uma amostra qualquer como um cronômetro
geológico para estabelecer sua idade. Mas, para isso, é preciso primeiro
calibrar o cronômetro: determinar qual era a proporção original entre nióbio 92
e nióbio 93 no Sistema Solar.
Os pesquisadores da
Suíça, em parceria com o Instituto de Tecnologia de Tóquio, encontraram uma
forma de estimar a quantidade de nióbio-92 que havia no passado de forma mais
precisa. Eles recolheram minerais chamados zirconita e rutilo em
pedacinhos de rocha que chegam à Terra oriundos de Vesta, o segundo maior
asteroide do Sistema Solar, formado há 4,52 bilhões de anos.
Analisando a proporção de
zircônio-92 – a zirconita, como o nome já diz, contém esse elemento em sua
composição –, é possível deduzir quanto de nióbio-92 havia na área na
época da formação do asteroide. Época que corresponde justamente aos primórdios
do Sistema Solar.
A matéria-prima usada
para fabricar o Sol, a Terra e os demais planetas vizinhos não continha apenas
hidrogênio e hélio – os elementos mais leves da tabela periódica, que se
formaram logo após o Big Bang e compõem a maioria esmagadora das coisas do
cosmos. Ela também incluía elementos mais pesados, que são fabricados durante
fenômenos como as violentas supernovas,
Analisando a presença
passada de nióbio-92, o modelo feito pela equipe de Zurique mostra que duas
supernovas diferentes liberaram contribuições para o Sistema Solar. Uma delas
teve mais influência no interior do sistema, enquanto outra concentrou suas
contribuições na parte exterior.
A pesquisa (https://www.pnas.org/content/118/8/e2017750118) sugere que os planetas
mais próximos ao Sol (como a Terra e Marte) receberam material ejetado pela
explosão de uma supernova de tipo Ia. Nessa versão do fenômeno, uma estrela
compacta e densa, chamada anã-branca, engorda conforme incorpora material de
uma estrela gigante vizinha. E aí… boom! (Isso acontece sempre em sistemas
binários, com duas estrelas girando uma em torno da outra).
Já os planetas da parte
externa do Sistema Solar foram abastecidos principalmente pela explosão de uma
supernova de tipo 2. Essas estrelas de alta massa colapsam sobre seu próprio
núcleo quando ficam sem combustível para a fusão nuclear, gerando uma explosão
violenta que espalha elementos químicos por toda parte.
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