Uma sexta-feira à noite em 1992, um meteorito encerrou uma jornada de mais de 150 milhões de milhas colidindo com o porta-malas de um Chevrolet Malibu vermelho em Peekskill, Nova york. O dono do carro relatou que o remanescente de 13 quilos dos primeiros dias de nosso sistema solar ainda estava quente e cheirava a enxofre.

Quase 30 anos depois, uma nova análise do mesmo meteorito Peekskill e 17 outros por pesquisadores da Universidade do Texas em Austin e da Universidade do Tennessee, Knoxville, levou a uma nova hipótese sobre como os asteróides se formaram durante os primeiros anos do sistema solar.

Os meteoritos estudados na pesquisa se originaram de asteróides e servem como amostras naturais das rochas espaciais. Eles indicam que os asteróides se formaram por meio de bombardeios violentos e subsequente remontagem, uma descoberta que vai contra a ideia prevalecente de que o jovem sistema solar era um lugar pacífico.

O estudo foi publicado na versão impressa de 1 de dezembro no jornal Geochimica et Cosmochimica Acta .

A pesquisa começou quando o co-autor Nick Dygert era um pós-doutorado na Jackson School of Geociências da UT, estudando rochas terrestres usando um método que podia medir as taxas de resfriamento de rochas em temperaturas muito altas, até 1, 400 graus Celsius.

Dygert, agora um professor assistente na Universidade do Tennessee, percebi que este método - chamado de termômetro de elemento de terra rara (REE) em dois piroxênios - poderia funcionar para rochas espaciais, também.

"Esta é uma nova técnica realmente poderosa para usar a geoquímica para entender os processos geofísicos, e ninguém o tinha usado para medir meteoritos ainda, "Dygert disse.

Desde a década de 1970, cientistas têm medido minerais em meteoritos para descobrir como eles se formaram. O trabalho sugeriu que os meteoritos esfriaram muito lentamente de fora para dentro em camadas. Este "modelo de casca de cebola" é consistente com um sistema solar jovem e relativamente pacífico, onde pedaços de rocha orbitavam livremente. Mas esses estudos só foram capazes de medir as taxas de resfriamento de temperaturas próximas a cerca de 500 graus Celsius.

Quando Dygert e Michael Lucas, um pós-doutorado da Universidade do Tennessee que liderou o trabalho, aplicou o método REE-em-dois-piroxênio, com sua sensibilidade muito maior à temperatura de pico, eles encontraram resultados inesperados. De cerca de 900 graus Celsius até 500 graus Celsius, as taxas de resfriamento foram 1, 000 a 1 milhão de vezes mais rápido do que em temperaturas mais baixas.

Como essas duas taxas de resfriamento tão diferentes poderiam ser reconciliadas?

Os cientistas propuseram que os asteróides se formaram em estágios. Se o sistema solar primitivo fosse, muito parecido com o antigo jogo do Atari "Asteroids, "repleto de bombardeios, grandes rochas teriam sido despedaçadas. Esses pedaços menores teriam esfriado rapidamente. Depois, quando os pequenos pedaços são remontados em asteróides maiores que vemos hoje, as taxas de resfriamento teriam diminuído.

Para testar esta hipótese de pilha de entulho, O professor da Jackson School, Marc Hesse, e o aluno de doutorado do primeiro ano Jialong Ren construíram um modelo computacional de uma história térmica de dois estágios de asteróides com pilhas de entulho pela primeira vez.

Por causa do grande número de peças em uma pilha de entulho -10 ¹⁵ ou mil trilhões - e a vasta gama de seus tamanhos, Ren teve que desenvolver novas técnicas para dar conta das mudanças na massa e temperatura antes e depois do bombardeio.

"Esta foi uma contribuição intelectualmente significativa, "Hesse disse.

O modelo resultante apóia a hipótese da pilha de entulho e também fornece outros insights. Uma implicação é que o resfriamento diminuiu muito após a remontagem, não porque a rocha emitiu calor em camadas. Em vez, era que a pilha de entulho continha poros.

"A porosidade reduz a rapidez com que você pode conduzir o calor, "Hesse disse." Na verdade, você esfria mais devagar do que se não tivesse se fragmentado, porque todo o entulho faz uma espécie de cobertor legal. E isso não é intuitivo. "

Tim Swindle, do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, que estuda meteoritos, mas não estava envolvido na pesquisa, disse que este trabalho é um grande passo em frente.

"Este parece ser um modelo mais completo, e eles adicionaram dados a parte da pergunta sobre a qual as pessoas não estavam falando, mas deveria ter sido. O júri ainda está ausente, mas este é um argumento forte. "

A maior implicação da nova hipótese de pilha de entulho, Dygert disse, é que essas colisões caracterizaram os primeiros dias do sistema solar.

"Eles eram violentos, e eles começaram cedo, " ele disse.