Desde que os cientistas começaram a observar meteoritos com microscópios, eles ficaram intrigados e fascinados com o que encontraram em seu interior.

Seção transversal de um pedaço do meteorito de Allende. As contas de vidro dentro desses meteoritos são chamadas de côndrulos. Os cientistas acreditam que são pedaços de rocha que sobraram dos destroços que flutuavam ao redor de bilhões de anos atrás, que eventualmente se aglutinaram nos planetas que agora conhecemos e amamos. Crédito da imagem: James St. John / CC-BY-2.0.

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A maioria dos meteoritos é feita de minúsculas contas de vidro que datam dos primeiros dias do sistema solar, antes mesmo dos planetas serem formados.

Cientistas da Universidade de Chicago publicaram uma análise mostrando como essas contas, que são encontradas em muitos meteoritos, surgiram e o que podem nos dizer sobre o que aconteceu no início do sistema solar.

"Essas são grandes questões", disse a aluna da UChicago Nicole Xike Nie, Ph.D.'19, pós-doutoranda no Carnegie Institution for Science e primeira autora do estudo. "Meteoritos são instantâneos que podem revelar as condições que essa poeira inicial experimentou e que tem implicações para a evolução da Terra e de outros planetas."

'Esta questão remonta a 50 anos'

As contas de vidro dentro desses meteoritos são chamadas de côndrulos. Os cientistas pensam que são pedaços de rocha que sobraram dos destroços que flutuavam ao redor há bilhões de anos atrás, que eventualmente se aglutinaram nos planetas que agora conhecemos e amamos. Eles são imensamente úteis para os cientistas, que podem colocar as mãos em pedaços do material original que compôs o sistema solar, antes que a agitação constante dos vulcões e das placas tectônicas da Terra mudasse todas as rochas que podemos encontrar no próprio planeta.

Mas o que exatamente causou a formação desses côndrulos ainda não está claro.

"Temos as mesmas teorias que tínhamos há 50 anos", disse o coautor do estudo e pesquisador de pós-doutorado da UChicago, Timo Hopp. "Embora tenha havido avanços em muitas outras áreas, esta foi teimosa."

Os cientistas podem encontrar pistas sobre os primeiros dias do sistema solar observando os tipos de um determinado elemento em uma rocha. Os elementos podem vir em várias formas diferentes, chamados de isótopos, e a proporção em cada rocha varia de acordo com o que aconteceu quando aquela rocha nasceu, quão quente estava, se resfriou lentamente ou congelou, quais outros elementos estavam por perto para interagir com isso. A partir daí os cientistas podem montar uma história de eventos prováveis.

Para tentar entender o que aconteceu aos côndrulos, Nie, Hopp e outros cientistas do Dauphas Origins Lab em UChicago tentaram aplicar um ângulo único aos isótopos.

Primeiro, Nie fez medições extremamente rigorosas e precisas das concentrações e isótopos de dois elementos que estão depletados em meteoritos, potássio e rubídio, o que ajudou a diminuir as possibilidades do que poderia ter acontecido no início do sistema solar.

A partir dessas informações, a equipe juntou as peças do que deve ter acontecido enquanto os côndrulos se formavam. Os elementos teriam feito parte de um aglomerado de poeira que esquentou o suficiente para derreter e depois vaporizar. Então, à medida que o material esfria, parte desse vapor se aglutina de volta aos côndrulos.

"Também podemos dizer com que rapidez ele esfriou, porque foi rápido o suficiente para que nem tudo se condensasse", disse Nicolas Dauphas, professor de Ciências Geofísicas da UChicago. "Isso deve significar que a temperatura estava caindo a uma taxa de cerca de 500 graus Celsius por hora, o que é muito rápido."

Com base nessas restrições, os cientistas podem teorizar que tipo de evento teria sido repentino e violento o suficiente para causar esse aquecimento e resfriamento extremo. Um cenário adequado seriam ondas de choque massivas passando pela nebulosa inicial. "Grandes corpos planetários próximos podem criar choques, que teriam aquecido e, em seguida, resfriado a poeira à medida que ela passasse", disse Dauphas.

Ao longo do último meio século, as pessoas propuseram diferentes cenários para explicar a formação dos côndrulos, relâmpagos ou colisões entre rochas, mas esta nova evidência inclina o equilíbrio para as ondas de choque como uma explicação.

Essa explicação pode ser a chave para a compreensão de uma descoberta persistente que tem perseguido os cientistas por décadas, envolvendo uma categoria de elementos que são "moderadamente voláteis", incluindo potássio e rubídio. A Terra tem menos desses elementos do que os cientistas esperariam, com base em seu entendimento geral de como o sistema solar se formou. Eles sabiam que a explicação poderia ser atribuída a alguma cadeia complexa de aquecimento e resfriamento, mas ninguém sabia a sequência exata. "É uma grande questão no campo da cosmoquímica." disse Dauphas.

Agora, finalmente, a equipe está feliz por ter colocado uma diferença significativa no mistério.

"Sabemos que outros processos aconteceram, esta é apenas uma parte da história, mas isso realmente resolve uma etapa na formação dos planetas", disse Hopp.

Nie concordou: "É muito legal poder dizer quantitativamente, foi isso que aconteceu."

Outros co-autores do artigo eram do Carnegie Institution for Science e da University of Washington.

Mais informações:

Nicole X. Nie et al, Imprint of chondrule formation on the K and Rb isotopic compositions of carbonaceous meteorites, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abl3929

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Referência:

Beads of glass in meteorites help scientists piece together how solar system formed. Phys Org, 02, dez. 2021. Disponível em: <https://phys.org/news/2021-12-beads-glass-meteorites-scientists-piece.html>. Acesso em: 02, dez. 2021.