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Simplectito cósmico no meteorito Acfer 094. Crédito: Ryan Ogliore, Laboratório de Ciências Espaciais
Em 2011, os cientistas confirmaram uma suspeita: houve uma divisão no cosmos local. Amostras do vento solar trazidas de volta à Terra pela missão Genesis determinaram definitivamente os isótopos de oxigênio do Sol que diferem daqueles encontrados na Terra, na Lua e nos outros planetas e satélites do Sistema Solar.
No início da história do Sistema Solar, o material que mais tarde se aglutinaria em planetas foi atingido por uma grande dose de luz ultravioleta , o que pode explicar essa diferença. De onde veio? Duas teorias surgiram: ou a luz ultravioleta vinha de nosso jovem Sol, ou vinha de uma grande estrela próxima no berçário estelar do Sol.
Agora, pesquisadores do laboratório de Ryan Ogliore, professor assistente de física em Artes e Ciências da Universidade de Washington em St. Louis, determinaram quem foi o responsável pela divisão. Provavelmente foi a luz de uma estrela massiva morta há muito tempo que deixou essa impressão nos corpos rochosos do Sistema Solar. O estudo foi liderado por Lionel Vacher, um pós-doutorando associado no Laboratório de Ciências Espaciais do departamento de física.
Seus resultados foram publicados na revista Geochimica et Cosmochimica Acta .
"Sabíamos que nascemos da poeira estelar : isto é, a poeira criada por outras estrelas em nossa vizinhança galáctica fazia parte dos blocos de construção do Sistema Solar", disse Ogliore.
"Mas este estudo mostrou que a luz das estrelas teve um efeito profundo em nossas origens também".
Minúscula cápsula do tempo
Toda essa profundidade foi embalada em meros 85 gramas de rocha, um pedaço de um asteroide encontrado como meteorito na Argélia em 1990, chamado Acfer 094. Asteroides e planetas formados do mesmo material pré-solar, mas foram influenciados por diferentes processos naturais. Os blocos de construção rochosos que se aglutinaram para formar asteroides e planetas foram fragmentados e danificados; vaporizado e recombinado; e comprimido e aquecido. Mas o asteróide de onde veio o Acfer 094 conseguiu sobreviver por 4,6 bilhões de anos praticamente ileso.
"Este é um dos meteoritos mais primitivos de nossa coleção", disse Vacher. "Não foi aquecido de forma significativa. Ele contém regiões porosas e pequenos grãos que se formaram ao redor de outras estrelas. É uma testemunha confiável da formação do Sistema Solar".
Acfer 094 também é o único meteorito que contém simplectito cósmico, um intercrescimento de óxido de ferro e sulfeto de ferro com isótopos de oxigênio extremamente pesados - uma descoberta significativa.
O Sol contém cerca de 6% a mais do isótopo de oxigênio mais leve em comparação com o resto do Sistema Solar. Isso pode ser explicado pela luz ultravioleta brilhando sobre os blocos de construção do Sistema Solar, separando seletivamente o monóxido de carbono em seus átomos constituintes. Esse processo também cria um reservatório de isótopos de oxigênio muito mais pesados. Até o simplectito cósmico, entretanto, ninguém havia encontrado essa assinatura de isótopos pesados em amostras de materiais do Sistema Solar.
Com apenas três isótopos, no entanto, simplesmente encontrar os isótopos pesados de oxigênio não foi suficiente para responder à questão da origem da luz. Diferentes espectros ultravioleta poderiam ter criado o mesmo resultado.
181-825 é um dos proplyds brilhantes - discos protoplanetários - que fica relativamente perto da estrela mais brilhante da nebulosa de Orion, Theta 1 Orionis C. Parecendo uma pequena água-viva, este proplyd é cercado por uma onda de choque causada pelo vento estelar do maciço Theta 1 Orionis C interagindo com gás na nebulosa. Crédito: Crédito: NASA / ESA e L. Ricci [ESO].
"Foi quando Ryan teve a ideia dos isótopos de enxofre", disse Vacher.
Os quatro isótopos do enxofre deixariam suas marcas em diferentes proporções, dependendo do espectro de luz ultravioleta que irradiava gás sulfureto de hidrogênio no Sistema Proto-Solar. Uma estrela massiva e uma jovem estrela semelhante ao Sol têm diferentes espectros ultravioleta.
Simplectita cósmica formada quando o gelo no asteroide derreteu e reagiu com pequenos pedaços de metal ferro-níquel. Além de oxigênio, o simplectito cósmico contém enxofre em sulfeto de ferro. Se seu oxigênio testemunhou esse antigo processo astrofísico - que levou aos pesados isótopos de oxigênio - talvez seu enxofre também.
“Desenvolvemos um modelo”, disse Ogliore. "Se eu tivesse uma estrela massiva, que anomalias de isótopos seriam criadas? E para uma estrela jovem, parecida com o Sol? A precisão do modelo depende dos dados experimentais. Felizmente, outros cientistas fizeram grandes experimentos sobre o que acontece com o isótopo proporções quando o sulfeto de hidrogênio é irradiado por luz ultravioleta".
As medições de isótopos de enxofre e oxigênio do simplectito cósmico em Acfer 094 provaram outro desafio. Os grãos, com dezenas de micrômetros de tamanho e uma mistura de minerais, exigiam novas técnicas em dois espectrômetros de massa de íons secundários diferentes in-situ: o NanoSIMS no departamento de física (com assistência de Nan Liu, professor assistente de pesquisa em física) e o 7f-GEO no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias, também em Artes e Ciências.
Juntando o quebra-cabeça
Ajudou a ter amigos nas ciências terrestres e planetárias, particularmente David Fike, professor de ciências terrestres e planetárias e diretor de Estudos Ambientais em Artes e Ciências, bem como diretor do Centro Internacional de Energia, Meio Ambiente e Sustentabilidade, e Clive Jones, pesquisa cientista em ciências terrestres e planetárias.
"Eles são especialistas em medições de isótopos de enxofre in-situ de alta precisão para biogeoquímica", disse Ogliore. "Sem esta colaboração, não teríamos alcançado a precisão de que precisávamos para diferenciar entre os cenários do Sol jovem e de estrelas massivas".
As medições de isótopos de enxofre do simplectito cósmico eram consistentes com a irradiação ultravioleta de uma estrela massiva, mas não se ajustavam ao espectro de UV do jovem Sol. Os resultados fornecem uma perspectiva única sobre o ambiente astrofísico do nascimento do Sol, 4,6 bilhões de anos atrás. Estrelas massivas vizinhas provavelmente estavam perto o suficiente para que sua luz afetasse a formação do Sistema Solar. Essa estrela massiva próxima no céu noturno pareceria mais brilhante do que a lua cheia.
Hoje, podemos olhar para os céus e ver uma história de origem semelhante se desenrolando em outro lugar da galáxia.
"Vemos sistemas planetários nascentes, chamados proplyds, na nebulosa de Orion que estão sendo fotoevaporados pela luz ultravioleta de estrelas massivas O e B próximas", disse Vacher.
"Se os proplyds estiverem muito próximos dessas estrelas, eles podem se despedaçar e os planetas nunca se formarem. Agora sabemos que nosso próprio Sistema Solar, em seu nascimento, estava perto o suficiente para ser afetado pela luz dessas estrelas", disse ele. “Mas, felizmente, não muito perto.” Este trabalho foi apoiado pelo Centro McDonnell para Ciências Espaciais da Universidade de Washington em St. Louis e a bolsa NNX14AF22G da NASA.
Mais informações: Lionel G. Vacher et al, Cosmic symplectite registrou irradiação por estrelas massivas próximas na nuvem molecular pai do sistema solar, Geochimica et Cosmochimica Acta (2021). DOI: 10.1016 / j.gca.2021.06.026
Informações do periódico: Geochimica et Cosmochimica Acta
Fornecido pela Washington University em St. Louis
Fonte: Phys News / por Brandie Jefferson, Washington University em St. Louis / 05-07-2021
https://phys.org/news/2021-07-sculpted-starlight-meteorite-witness-solar.html
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Hélio R.M.Cabral
(Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD)
de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina
(UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e
divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration),
ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
Page:
http://pesqciencias.blogspot.com.br
Page:
http://livroseducacionais.blogspot.com.br
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