Meteoritos de ferro sugerem que nosso sistema solar infantil era mais um donut do que um alvo de dardos

Ciência + Tecnologia

Fragmentos do cosmos primitivo ajudam a desvendar o mistério do nascimento do nosso sistema solar

Principais conclusões

• Meteoritos de ferro são restos dos núcleos metálicos dos primeiros asteróides do nosso sistema solar. Os meteoritos de ferro contêm metais refratários, como o irídio e a platina, que se formaram perto do Sol, mas foram transportados para o exterior do sistema solar.
• Uma nova investigação mostra que, para que isto acontecesse, o disco protoplanetário do nosso sistema solar tinha de ter a forma de um donut, porque os metais refratários não poderiam ter atravessado as grandes lacunas num disco de anéis concêntricos em forma de alvo.
• O artigo sugere que os metais refratários se moveram para fora à medida que o disco protoplanetário se expandiu rapidamente e foram presos no sistema solar exterior por Júpiter.

Há quatro mil milhões e meio de anos, o nosso sistema solar era uma nuvem de gás e poeira que girava em torno do Sol, até que o gás começou a condensar-se e a acumular-se juntamente com a poeira para formar asteróides e planetas. Como era esse berçário cósmico, conhecido como disco protoplanetário, e como foi estruturado? Os astrônomos podem usar telescópios para “ver” discos protoplanetários distantes do nosso sistema solar, muito mais maduro, mas é impossível observar como o nosso poderia ter sido em sua infância – apenas um alienígena a bilhões de anos-luz de distância seria capaz de vê-lo. como já foi.

Felizmente, o espaço revelou algumas pistas – fragmentos de objetos que se formaram no início da história do Sistema Solar e mergulharam na atmosfera da Terra, chamados meteoritos. A composição dos meteoritos conta histórias do nascimento do sistema solar, mas estas histórias muitas vezes levantam mais perguntas do que respostas.

Em um artigo publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences, uma equipe de cientistas planetários da UCLA e do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins relata que metais refratários, que se condensam em altas temperaturas, como o irídio e a platina, eram mais abundantes em meteoritos formados. no disco externo, que era frio e distante do sol. Esses metais deveriam ter se formado perto do Sol, onde a temperatura era muito mais alta. Houve um caminho que moveu esses metais do disco interno para o externo?

A maioria dos meteoritos formou-se nos primeiros milhões de anos da história do sistema solar. Alguns meteoritos, chamados condritos, são conglomerados não derretidos de grãos e poeira que sobraram da formação do planeta. Outros meteoritos experimentaram calor suficiente para derreter enquanto os seus asteróides progenitores se formavam. Quando esses asteróides derreteram, a parte de silicato e a parte metálica se separaram devido à diferença de densidade, semelhante à forma como a água e o óleo não se misturam.

Hoje, a maioria dos asteróides está localizada em um cinturão espesso entre Marte e Júpiter. Os cientistas pensam que a gravidade de Júpiter perturbou o curso destes asteróides, fazendo com que muitos deles se chocassem e se separassem. Quando pedaços desses asteroides caem na Terra e são recuperados, eles são chamados de meteoritos.

Os meteoritos de ferro vêm dos núcleos metálicos dos primeiros asteróides, mais antigos do que quaisquer outras rochas ou objetos celestes do nosso sistema solar. Os ferros contêm isótopos de molibdênio que apontam para muitos locais diferentes no disco protoplanetário onde esses meteoritos se formaram. Isso permite que os cientistas aprendam como era a composição química do disco na sua infância.

Pesquisas anteriores usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array no Chile encontraram muitos discos em torno de outras estrelas que se assemelham a anéis concêntricos, como um alvo de dardos. Os anéis destes discos planetários, como o HL Tau, são separados por lacunas físicas, de modo que este tipo de disco não poderia fornecer uma rota para transportar esses metais refratários do disco interno para o externo.

O novo artigo afirma que o nosso disco solar provavelmente não tinha uma estrutura em anel no início. Em vez disso, o nosso disco planetário parecia mais um donut, e asteróides com grãos de metal ricos em metais irídio e platina migraram para o disco exterior à medida que este se expandia rapidamente.

Mas isso confrontou os pesquisadores com outro enigma. Após a expansão do disco, a gravidade deveria ter puxado esses metais de volta para o sol. Mas isso não aconteceu.

“Assim que Júpiter se formou, muito provavelmente abriu uma lacuna física que prendeu os metais irídio e platina no disco externo e os impediu de cair no Sol”, disse o primeiro autor Bidong Zhang, cientista planetário da UCLA. “Esses metais foram posteriormente incorporados aos asteróides que se formaram no disco externo. Isso explica por que os meteoritos formados no disco externo – condritos carbonáceos e meteoritos de ferro do tipo carbonáceo – têm conteúdos de irídio e platina muito mais elevados do que seus pares no disco interno.”

Zhang e seus colaboradores usaram anteriormente meteoritos de ferro para reconstruir como a água era distribuída no disco protoplanetário.

“Os meteoritos de ferro são joias escondidas. Quanto mais aprendemos sobre os meteoritos de ferro, mais eles desvendam o mistério do nascimento do nosso sistema solar”, disse Zhang.