Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Minnesota, Yong-Zhong Qian, usa novos modelos e evidências de meteoritos para mostrar que uma supernova de baixa massa desencadeou a formação de nosso sistema solar.

Os resultados são publicados na edição mais recente da Nature Communications .

Cerca de 4,6 bilhões de anos atrás, uma nuvem de gás e poeira que acabou formando nosso sistema solar foi perturbada. O colapso gravitacional que se seguiu formou o proto-Sol com um disco circundante onde os planetas nasceram. Uma supernova - uma estrela explodindo no final de seu ciclo de vida - teria energia suficiente para comprimir essa nuvem de gás. No entanto, não havia nenhuma evidência conclusiva para apoiar essa teoria. Além disso, a natureza da supernova desencadeadora permaneceu indescritível.

Qian e seus colaboradores decidiram se concentrar em núcleos de vida curta presentes no início do sistema solar. Devido à sua curta vida, esses núcleos só poderiam ter vindo da supernova desencadeadora. Suas abundâncias no início do sistema solar foram inferidas de seus produtos de decomposição em meteoritos. Como os detritos da formação do sistema solar, os meteoritos são comparáveis ​​aos tijolos e argamassa que sobraram em um canteiro de obras. Eles nos dizem do que é feito o sistema solar e, em particular, que núcleos de vida curta a supernova desencadeadora forneceu.

"Esta é a evidência forense de que precisamos para nos ajudar a explicar como o sistema solar foi formado, "Qian disse." Ele aponta para uma supernova de baixa massa como o gatilho. "

Qian é especialista na formação de núcleos em supernovas. Sua pesquisa anterior se concentrou nos vários mecanismos pelos quais isso ocorre em supernovas de diferentes massas. Sua equipe inclui o autor principal do artigo, Projjwal Banerjee, que é um ex-Ph.D. estudante e associado de pesquisa de pós-doutorado, e colaboradores de longa data Alexander Heger da Monash University, Austrália, e Wick Haxton da Universidade da Califórnia, Berkeley. Qian e Banerjee perceberam que os esforços anteriores no estudo da formação do sistema solar estavam focados em um gatilho de supernova de alta massa, que teria deixado para trás um conjunto de impressões digitais nucleares que não estão presentes no registro meteórico.

Qian e seus colaboradores decidiram testar se uma supernova de baixa massa, cerca de 12 vezes mais pesado que o nosso sol, poderia explicar o registro meteorítico. Eles começaram sua pesquisa examinando o berílio-10, um núcleo de vida curta que tem 4 prótons (daí o quarto elemento da tabela periódica) e 6 nêutrons, pesando 10 unidades de massa. Este núcleo é amplamente distribuído em meteoritos.

Na verdade, a onipresença do berílio-10 era um mistério por si só. Muitos pesquisadores teorizaram que a fragmentação - um processo em que partículas de alta energia retiram prótons ou nêutrons de um núcleo para formar novos núcleos - por raios cósmicos foi responsável pelo berílio-10 encontrado em meteoritos. Qian disse que esta hipótese envolve muitas entradas incertas e presume que o berílio-10 não pode ser feito em supernovas.

Usando novos modelos de supernovas, Qian e seus colaboradores mostraram que o berílio-10 pode ser produzido por fragmentação de neutrinos em supernovas de massa baixa e alta. Contudo, apenas uma supernova de baixa massa desencadeando a formação do sistema solar é consistente com o registro meteorítico geral.

"As descobertas neste artigo abriram uma direção totalmente nova em nossa pesquisa, "Qian disse." Além de explicar a abundância de Berílio-10, este modelo de supernova de baixa massa também explicaria os núcleos de vida curta do Cálcio-41, Palladium-107, e alguns outros encontrados em meteoritos. O que não pode explicar deve então ser atribuído a outras fontes que requerem um estudo detalhado. "

Qian disse que o grupo gostaria de examinar os mistérios restantes em torno dos núcleos de vida curta encontrados em meteoritos. O primeiro passo, no entanto, é para corroborar ainda mais sua teoria, observando o Lítio-7 e o Boro-11 que são produzidos junto com o Berílio-10 pela fragmentação de neutrinos em supernovas. Qian disse que eles podem examinar isso em um artigo futuro e pediu aos pesquisadores que estudam meteoritos que olhem as correlações entre esses três núcleos com medições precisas.