A composição isotópica de meteoritos e planetas terrestres contém pistas importantes sobre a história mais antiga do sistema solar e os processos de formação dos planetas.

Cientistas do Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) e um colaborador da Universidade de Münster revisaram um trabalho recente que mostra como os meteoritos exibem uma dicotomia isotópica fundamental entre grupos não carbonáceos (NC) e carbonáceos (CC - rochas ou sedimentos contendo carbono ou seus compostos) , que provavelmente representam material do sistema solar interno e externo. A pesquisa aparece no jornal Astronomia da Natureza .

O sistema solar se formou 4,5 bilhões de anos atrás pelo colapso gravitacional de um núcleo de nuvem molecular, que resultou na formação de um disco circunsolar de gás e poeira (às vezes chamado de nebulosa solar). Este disco foi finalmente transformado em um sistema planetário que consiste em uma única estrela central, o sol, rodeado por quatro planetas terrestres no sistema solar interno, quatro planetas gigantes no sistema solar externo além da "linha de neve" e uma infinidade de corpos menores, incluindo asteróides, luas, planetas e cometas anões.

"Para entender como o sistema solar evoluiu em direção à configuração atual, os eventos e processos que ocorrem durante os primeiros estágios da história do sistema solar devem ser reconstruídos em uma resolução temporal e espacial muito alta, "disse o cosmoquímico LLNL Thomas Kruijer, autor principal do artigo.

Embora as observações astronômicas e a modelagem dinâmica forneçam insights fundamentais sobre a estrutura e dinâmica dos discos protoplanetários, e os processos de acréscimo planetário, o estudo de meteoritos permite a reconstrução da história mais antiga do sistema solar com resolução sem precedentes no tempo e no espaço.

Avanços analíticos recentes na precisão das medições da razão de isótopos tornam possível não apenas datar meteoritos com precisão abaixo de um milhão de anos, mas também para identificar assinaturas isotópicas nucleossintéticas distintas. Isso permite que os cientistas identifiquem ligações genéticas entre materiais planetários e ajuda a restringir a área do disco de onde um determinado meteorito se originou.

A maioria dos meteoritos vem de asteróides localizados no cinturão de asteróides principal entre Marte e Júpiter e são tradicionalmente vistos como amostras de corpos que se formaram onde são encontrados hoje. Contudo, recentemente, essa perspectiva mudou dramaticamente com a descoberta de uma dicotomia genética fundamental observada nas assinaturas de isótopos nucleossintéticos de meteoritos NC e CC. Esta descoberta, combinado com o estabelecimento de uma cronologia precisa para o acréscimo de corpos-mãe de meteoritos, permitiu a integração de restrições meteoríticas em modelos em grande escala de evolução de disco e formação de planetas.

A dicotomia não carbonáceo-carbonáceo do meteorito

Anomalias de isótopos nucleossintéticos surgem da distribuição heterogênea de fases pré-molares, e, em última análise, refletem que o sistema solar incorporou material de diferentes fontes estelares. Como é evidente a partir de análises de grãos presolares contidos em meteoritos primitivos, a nuvem molecular do sistema solar era composta por materiais com composições isotópicas fortemente variáveis. Embora os processos dentro da nuvem molecular parental do sistema solar e / ou do disco circunsolar homogeneizassem esses materiais relativamente bem, existem pequenas heterogeneidades que foram amostradas na escala dos componentes do meteorito, meteoritos e planetas em massa. Anomalias de isótopos nucleossintéticos foram identificadas para muitos elementos. A equipe se concentrou nesses elementos (oxigênio, cromo, titânio, molibdênio, níquel, rutênio e tungstênio) que são mais relevantes para a definição da dicotomia NC-CC e fornecem os insights mais detalhados sobre a dinâmica do sistema solar inicial.

"A dicotomia NC-CC provavelmente reflete a separação do sistema solar inicial em um disco interno e externo separados por Júpiter, "Kruijer disse.

A equipe disse que vincular a cronologia de acreção do corpo-pai do meteorito com a dicotomia NC-CC fornece novos insights sobre a dinâmica e a estrutura em grande escala do disco protoplanetário solar, a história de formação e crescimento de Júpiter e a dinâmica de acréscimo de planetas terrestres, incluindo o fornecimento de água e espécies altamente voláteis para a Terra.