Os meteoritos nos dão uma visão sobre o desenvolvimento inicial do sistema solar. Usando o instrumento SAPHiR na Research Neutron Source Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) na Technical University of Munich (TUM), uma equipe científica simulou pela primeira vez a formação de uma classe de meteoritos de ferro rochoso, os chamados palasitas, numa base puramente experimental.

"Os palasitas são os meteoritos opticamente mais bonitos e incomuns, "diz o Dr. Nicolas Walte, o primeiro autor do estudo, com uma voz entusiasmada. Pertencem ao grupo dos meteoritos de ferro pétreo e são constituídos por cristais de olivina verdes incrustados em níquel e ferro. Apesar de décadas de pesquisa, suas origens exatas permaneceram envoltas em mistério.

Para resolver este quebra-cabeça, Dr. Nicolas Walte, um cientista de instrumentos do Heinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ) em Garching, juntamente com colegas do Geoinstituto da Baviera na Universidade de Bayreuth e na Universidade Royal Holloway de Londres, investigou o processo de formação de palasita. Em um primeiro, eles conseguiram reproduzir experimentalmente as estruturas de todos os tipos de palasitas.

Implantação do instrumento SAPHiR

Para seus experimentos, a equipe usou a impressora multi-bigorna SAPHiR que foi montada sob a liderança do Prof. Hans Keppler do Bavarian Geoinstitute no MLZ e a impressora MAVO semelhante em Bayreuth. Embora nêutrons do FRM II ainda não tenham sido alimentados em SAPHiR, experimentos sob altas pressões e em altas temperaturas já podem ser realizados.

“Com uma força de prensagem de 2.400 toneladas, SAPHiR pode exercer uma pressão de 15 gigapascals (GPa) em amostras acima de 2000 ° C, "explica Walte." Isso é o dobro das pressões necessárias para converter grafite em diamante. "Para simular a colisão de dois corpos celestes, a equipe de pesquisa exigiu uma pressão de apenas 1 GPa a 1300 ° C.

Como os palasitas são formados?

Até recentemente, Acredita-se que os palasitas se formem na fronteira entre o núcleo metálico e o manto rochoso dos asteróides. De acordo com um cenário alternativo, os palasitas se formam próximo à superfície após a colisão com outro corpo celeste. Durante o impacto, o ferro fundido do núcleo do impactador se mistura com o manto rico em olivina do corpo original.

Os experimentos realizados agora confirmaram essa hipótese de impacto. Outro pré-requisito para a formação de palasitas é que o núcleo de ferro e o manto rochoso do asteróide tenham se separado parcialmente de antemão.

Tudo isso aconteceu logo após sua formação, cerca de 4,5 bilhões de anos atrás. Durante esta fase, os asteróides aqueceram até que os componentes metálicos mais densos derreteram e afundaram no centro dos corpos celestes.

A principal descoberta do estudo é que ambos os processos - a separação parcial do núcleo e do manto, e o impacto subsequente de outro corpo celeste - são necessários para que os palasitas se formem.

Insights sobre as origens do sistema solar

"Geralmente, meteoritos são os mais antigos constituintes diretamente acessíveis de nosso sistema solar. A idade do sistema solar e sua história inicial são inferidas principalmente da investigação de meteoritos, "explica Walte.

"Como muitos asteróides, a Terra e a lua são estratificadas em várias camadas, consistindo em núcleo, manto e crosta, "diz Nicolas Walte." Desta forma, mundos complexos foram criados por meio da aglomeração de detritos cósmicos. No caso da Terra, isso, em última análise, lançou as bases para o surgimento da vida. "

Os experimentos de alta pressão e a comparação com os palasitas destacam processos significativos que ocorreram no início do sistema solar. Os experimentos da equipe fornecem novos insights sobre a colisão e mistura de materiais de dois corpos celestes e o rápido resfriamento subsequente juntos. Isso será investigado com mais detalhes em estudos futuros.