Fluxos de estrelas evoluídas ricas em poeira, semelhantes à nebulosa do ovo retratada, são fontes plausíveis dos grandes grãos de carboneto de silício presolares encontrados em meteoritos como Murchison. Crédito:NASA, W. Sparks (STScI) e R. Sahai (JPL). Detalhe:grão de SiC com ~ 8 micrômetros em sua dimensão mais longa. Imagem inserida cortesia de Janaína N. Ávila.
As estrelas têm ciclos de vida. Eles nascem quando pedaços de poeira e gás flutuando pelo espaço se encontram, colidem uns com os outros e esquentam. Eles queimam por milhões a bilhões de anos, e então eles morrem. Quando eles morrem, eles lançam as partículas que se formaram em seus ventos para o espaço, e esses pedaços de poeira estelar eventualmente formam novas estrelas, junto com novos planetas, luas e meteoritos. E em um meteorito que caiu cinquenta anos atrás na Austrália, cientistas descobriram agora a poeira estelar que se formou de 5 a 7 bilhões de anos atrás - o material sólido mais antigo já encontrado na Terra.
"Este é um dos estudos mais empolgantes em que trabalhei, "diz Philipp Heck, curador do Field Museum, professor associado da Universidade de Chicago, e autor principal de um artigo que descreve as descobertas em PNAS . "Estes são os materiais sólidos mais antigos já encontrados, e eles nos falam sobre como as estrelas se formaram em nossa galáxia. "
Os materiais que Heck e seus colegas examinaram são chamados de grãos-minerais presolares formados antes do nascimento do Sol. "Eles são amostras sólidas de estrelas, poeira estelar real, "diz Heck. Esses pedaços de poeira estelar ficaram presos em meteoritos, onde permaneceram inalterados por bilhões de anos, tornando-os cápsulas do tempo do tempo antes do sistema solar ..
Mas os grãos presolares são difíceis de encontrar. São raros, encontrado apenas em cerca de cinco por cento dos meteoritos que caíram na Terra, e são minúsculos - cem dos maiores caberiam no ponto final desta frase. Mas o Field Museum tem a maior parte do meteorito Murchison, um tesouro de grãos presolares que caiu na Austrália em 1969 e que o povo de Murchison, Victoria, disponibilizados à ciência. Os grãos presolares para este estudo foram isolados do meteorito Murchison para este estudo há cerca de 30 anos na Universidade de Chicago.
"Começa com fragmentos de meteorito esmagados em pó, "explica Jennika Greer, um estudante de pós-graduação no Field Museum e na University of Chicago e co-autor do estudo. "Uma vez que todas as peças são segregadas, é uma espécie de pasta, e tem uma característica pungente - cheira a manteiga de amendoim podre. "
Esta "pasta podre de manteiga de amendoim-meteorito" foi então dissolvida com ácido, até que apenas os grãos presolares permaneceram. "É como queimar o palheiro para encontrar a agulha, "diz Heck.
Uma vez que os grãos presolares foram isolados, os pesquisadores descobriram de quais tipos de estrelas elas vieram e sua idade. "Usamos dados de idade de exposição, que basicamente mede sua exposição aos raios cósmicos, que são partículas de alta energia que voam através de nossa galáxia e penetram na matéria sólida, "explica Heck." Alguns desses raios cósmicos interagem com a matéria e formam novos elementos. E quanto mais eles ficam expostos, mais esses elementos se formam.
"Eu comparo isso com colocar um balde em uma tempestade. Supondo que a chuva seja constante, a quantidade de água que se acumula no balde informa há quanto tempo ele ficou exposto, "acrescenta. Ao medir quantos desses novos elementos produzidos por raios cósmicos estão presentes em um grão presolar, podemos dizer por quanto tempo ele foi exposto aos raios cósmicos, que nos diz quantos anos tem.
Os pesquisadores descobriram que alguns dos grãos presolares em sua amostra eram os mais antigos já descobertos, com base em quantos raios cósmicos eles absorveram, a maioria dos grãos tinha que ter 4,6 a 4,9 bilhões de anos, e alguns grãos tinham até 5,5 bilhões de anos. Para contexto, nosso Sol tem 4,6 bilhões de anos, e a Terra é 4,5 bilhões.
Micrografia eletrônica de varredura de um grão de carboneto de silício pré-solar datado. O grão é de ~ 8 micrômetros em sua dimensão mais longa. Crédito:Janaína N. Ávila.
Mas a idade dos grãos presolares não foi o fim da descoberta. Uma vez que os grãos presolares são formados quando uma estrela morre, eles podem nos contar sobre a história das estrelas. E 7 bilhões de anos atrás, aparentemente, havia uma safra abundante de novas estrelas se formando - uma espécie de baby boom astral.
“Temos mais grãos jovens do que esperávamos, "diz Heck." Nossa hipótese é que a maioria desses grãos, que têm 4,9 a 4,6 bilhões de anos, formado em um episódio de formação estelar aumentada. Houve um tempo antes do início do Sistema Solar em que mais estrelas se formaram do que o normal. "
Esta descoberta é uma munição em um debate entre cientistas sobre se novas estrelas se formam ou não em um ritmo constante, ou se houver altos e baixos no número de novas estrelas ao longo do tempo. "Algumas pessoas pensam que a taxa de formação de estrelas da galáxia é constante, "diz Heck." Mas, graças a esses grãos, agora temos evidências diretas de um período de formação estelar intensificada em nossa galáxia, sete bilhões de anos atrás, com amostras de meteoritos. Esta é uma das principais conclusões do nosso estudo. "
Heck observa que essa não é a única coisa inesperada que sua equipe encontrou. Quase como uma nota lateral para as principais questões de pesquisa, ao examinar a maneira como os minerais nos grãos interagiam com os raios cósmicos, os pesquisadores também aprenderam que os grãos presolares muitas vezes flutuam pelo espaço grudados em grandes aglomerados, "como granola, "diz Heck." Ninguém pensou que isso fosse possível nessa escala. "
Heck e seus colegas aguardam ansiosamente por todas essas descobertas que promovam nosso conhecimento de nossa galáxia. "Com este estudo, determinamos diretamente o tempo de vida da poeira estelar. Esperamos que isso seja recolhido e estudado para que as pessoas possam usar isso como entrada para modelos de todo o ciclo de vida galáctico, " ele diz.
Heck observa que ainda há muitas perguntas para responder sobre os grãos pré-solares e o sistema solar inicial. "Eu gostaria que tivéssemos mais pessoas trabalhando nisso para aprender mais sobre nossa galáxia, a via Láctea, " ele diz.
"Depois de aprender sobre isso, como você quer estudar mais alguma coisa? "diz Greer." É incrível, é a coisa mais interessante do mundo. "
"Sempre quis fazer astronomia com amostras geológicas que posso segurar na mão, "diz Heck." É tão emocionante olhar para a história de nossa galáxia. Stardust é o material mais antigo a chegar à Terra, e a partir dele, podemos aprender sobre nossas estrelas-mãe, a origem do carbono em nossos corpos, a origem do oxigênio que respiramos. Com poeira estelar, podemos rastrear esse material até a época anterior ao Sol. "
"É a segunda melhor coisa a ser capaz de tirar uma amostra diretamente de uma estrela, "diz Greer.
