Cientistas descobriram o material sólido mais antigo da Terra: poeira estelar de 7 bilhões de anos aprisionada dentro de um meteorito. Esta poeira estelar fornece provas de um “booom” de novas estrelas que se formaram há 7 bilhões de anos, ao invés do pensamento que dizia que a formação de estrelas acontece a um ritmo calmo e constante.
Estrelas têm ciclos de vida. Elas nascem quando partículas de poeira e gás flutuam através do espaço, se encontram e colapsam umas nas outras e aquecem. Elas queimam por milhões a bilhões de anos, e depois morrem. Quando morrem, lançam as partículas que se formaram em seus ventos para o espaço, e esses pedaços de poeira estelar eventualmente formam novas estrelas, juntamente com novos planetas, luas e meteoritos. E em um meteorito que caiu há 50 anos na Austrália cientistas descobriram a poeira estelar que se formou há 5 a 7 bilhões de anos – considerado material sólido mais antigo já encontrado na Terra.
“Este é um dos estudos mais interessantes em que já trabalhei”, diz Philipp Heck, curador do Field Museum, professor associado da Universidade de Chicago e autor principal de um artigo que descreve as descobertas no Proceedings of the National Academy of Sciences. “Estes são os materiais sólidos mais antigos já encontrados, e contam-nos como as estrelas se formaram na nossa galáxia.”
Os materiais examinados por Heck e seus colegas são chamados de grãos minerais pré-solares formados antes do nascimento do Sol. “Eles são amostras sólidas de estrelas, poeira estelar de verdade”, diz Heck. Estes pedaços de poeira estelar ficaram presos em meteoritos onde permaneceram inalterados por bilhões de anos, tornando-os cápsulas temporais antes do sistema solar.
Mas os grãos pré-solares são difíceis de encontrar. Eles são raros, encontrados apenas em cerca de 5% dos meteoritos que caíram na Terra, e eles são muito pequenos. Mas o Field Museum tem a maior porção do meteorito Murchison, um tesouro de grãos pré-solares que caiu na Austrália em 1969 e que o povo de Murchison, Victoria, colocou à disposição da ciência. Os grãos pré-solares para este estudo foram isolados do meteorito Murchison para este estudo, há cerca de 30 anos na Universidade de Chicago.
“Tudo começa com fragmentos de meteorito esmagados até formar um pó”, explica Jennika Greer, estudante de pós-graduação do Field Museum e da Universidade de Chicago e co-autora do estudo. “Quando todas as peças são segmentadas, é uma espécie de pasta e tem uma característica pungente – cheira a manteiga de amendoim podre”.
Esta “pasta de meteorito de manteiga de amendoim podre” foi então dissolvida com ácido, até que apenas os grãos pré-solares permaneceram. “É como queimar o palheiro para encontrar a agulha”, diz Heck.
Uma vez isolados os grãos pré-solares, os pesquisadores descobriram a partir de que tipos de estrelas eles vieram e quantos anos tinham. “Usamos dados de idade de exposição, que basicamente medem 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 destes raios cósmicos interagem com a matéria e formam novos elementos. E quanto mais tempo eles ficam expostos, mais esses elementos se formam.”
“Eu comparo isto com a colocação de um balde numa tempestade. Assumindo que a chuva é constante, a quantidade de água que se acumula no balde diz quanto tempo ele esteve exposto”, acrescenta. Medindo quantos desses novos elementos produzidos por raios cósmicos estão presentes em um grão pré-solar, podemos dizer quanto tempo esteve exposto aos raios cósmicos, o que nos diz qual é a sua idade.
Os pesquisadores descobriram que alguns dos grãos pré-solares em sua amostra eram os mais antigos já descobertos, com base na quantidade de raios cósmicos que absorveram, a maioria dos grãos tinha que ter entre 4,6 e 4,9 bilhões de anos, e alguns grãos tinham até mais de 5,5 bilhões de anos. Por contexto, nosso Sol tem 4,6 bilhões de anos e a Terra tem 4,5 bilhões de anos.
Mas a idade dos grãos pré-solares não foi o fim da descoberta. Como os grãos pré-solares são formados quando uma estrela morre, eles podem nos contar sobre a história das estrelas. E há 7 bilhões de anos, aparentemente houve uma colheita de novas estrelas formando uma espécie de “booom” astral.
“Temos mais grãos jovens do que esperávamos”, diz Heck. “Nossa hipótese é que a maioria desses grãos, que têm de 4,9 a 4,6 bilhões de anos, se formaram em um episódio de formação estelar aprimorada. Houve um tempo antes do início do Sistema Solar em que se formaram mais estrelas do que o normal”.
Esta descoberta é munição num debate entre cientistas sobre se novas estrelas se formam ou não a um ritmo constante, ou se há 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 aprimorada em nossa galáxia há sete bilhões de anos, com amostras de meteoritos. Esta é uma das principais descobertas do nosso estudo.”
Heck observa que esta não é a única coisa inesperada que a sua equipe encontrou. Como quase uma observação complementar das principais questões de pesquisa, ao examinar a forma como os minerais dos grãos interagiam com os raios cósmicos, os pesquisadores também aprenderam que os grãos pré-solares muitas vezes flutuam através do espaço presos juntos em grandes aglomerados, “como a granola”, diz Heck. “Ninguém pensou que isso fosse possível nessa escala.”
Heck e os seus colegas anseiam por todas estas descobertas para aprofundar o nosso conhecimento da nossa galáxia. “Com este estudo, determinamos diretamente os tempos de vida da poeira estelar. Esperamos que isto seja captado e estudado para que as pessoas possam usá-lo como um ‘input’ para modelos de todo o ciclo de vida galáctico”, diz ele.
Heck observa que ainda restam perguntas sobre os tempos de vida para responder sobre os grãos pré-solares e o início do Sistema Solar. “Gostaria que tivéssemos mais pessoas trabalhando nisso para aprender mais sobre nossa galáxia natal, a Via Láctea”, diz ele.
“Uma vez aprendendo sobre isso, como você quer estudar mais alguma coisa?”, diz Greer. “É fantástico, é a coisa mais interessante do mundo.”
“Eu sempre quis fazer astronomia com amostras geológicas que posso segurar na mão”, diz Heck. “É tão excitante olhar para a história da nossa galáxia. A poeira estelar é o material mais antigo a alcançar a Terra, e a partir dela podemos aprender sobre nossas estrelas-mãe, a origem do carbono em nossos corpos, a origem do oxigênio que respiramos. Com a poeira estelar, podemos rastrear esse material até ao tempo antes do Sol.”
“É muito bom poder tirar uma amostra diretamente de uma estrela”, diz Greer.
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Material originalmente publicado em Science Daily.
