Grão pré-solar de olivina num meteorito antártico revela uma supernova

Uma partícula de poeira extraída de um meteorito antigo que caiu na Antártida parece ter origem num lugar muito invulgar, tanto no espaço como no tempo.

Trata-se de uma minúscula partícula de um mineral chamado olivina, cuja composição isotópica é tão estranha que só poderá ter sido criada por outra estrela, que morreu antes mesmo de o Sistema Solar nascer. Estes raros fragmentos, conhecidos como grãos pré-solares, são extremamente valiosos devido ao que podem revelar sobre os diferentes ambientes estelares da galáxia e sobre os mundos que aí poderão formar-se.

Contudo, identificá-los não é simples. São muito pequenos, com uma dimensão média de apenas 150 nanómetros, e encontram-se habitualmente profundamente incrustados na rocha dos meteoritos.

O grão pré-solar de olivina do meteorito antártico

Uma equipa liderada pela astrogeóloga Nicole Nevill, do Lunar and Planetary Institute, em Houston, encontrou o grão pré-solar de olivina num meteorito da Antártida através de uma técnica denominada tomografia por sonda atómica. A descoberta está a bater recordes e a revelar uma história fascinante.

"Os materiais criados no nosso Sistema Solar têm proporções previsíveis de isótopos - variantes de elementos com números diferentes de neutrões. A partícula que analisámos apresenta uma proporção de isótopos de magnésio distinta de tudo o que existe no nosso Sistema Solar", afirma Nevill, que analisou o grão no âmbito do seu doutoramento na Curtin University, em Perth, Austrália.

"Os resultados estavam literalmente fora dos gráficos", continua. "A proporção isotópica de magnésio mais extrema registada em estudos anteriores de grãos pré-solares era de cerca de 1,200. O grão do nosso estudo tem um valor de 3,025, o mais elevado alguma vez descoberto. Esta proporção isotópica excecionalmente alta só pode ser explicada pela formação num tipo de estrela descoberto recentemente - uma supernova de combustão de hidrogénio."

Meteoritos como cápsulas do tempo cósmicas

Os meteoritos são rochas que chegam à Terra a partir de fora da nossa atmosfera: pequenos fragmentos do cosmos que nos alcançam. Funcionam como uma espécie de cápsula do tempo da época em que se formaram e fornecem também informação detalhada sobre a composição da poeira que lhes deu origem.

Na sua maioria, são pedaços do nosso próprio Sistema Solar, compostos por rocha que pode ter-se formado muito cedo na história do Sistema Solar ou por fragmentos de outros planetas.

Ainda assim, ocasionalmente os cientistas conseguem identificar um grão de material que não se formou tão perto de casa. Estes achados são muito procurados pela informação que podem oferecer sobre o espaço fora do ambiente solar.

Nevill e os seus colegas localizaram o grão pré-solar num meteorito chamado Allan Hills 77307, encontrado na Antártida no final da década de 1970. Este meteorito é classificado como uma condrite carbonácea - um fragmento de rocha rica em carbono que se formou nos primeiros tempos do Sistema Solar e que, posteriormente, passou milhares de milhões de anos no espaço sob a forma de um asteroide.

A olivina, um silicato de magnésio e ferro, é relativamente comum tanto na Terra como em contextos extraterrestres, mas a sua composição isotópica varia consoante o local onde se formou. Alguns grãos pré-solares podem ser identificados pelas proporções dos isótopos de magnésio; a assinatura relevante no ALH 77307 é uma proporção particularmente elevada de magnésio-25.

Uma assinatura de supernova de combustão de hidrogénio

Quando Nevill e a sua equipa aplicaram tomografia por sonda atómica à partícula de olivina, que mede apenas 400 por 580 nanómetros - cerca de 170 vezes menos do que a largura de um cabelo humano - verificaram que continha uma proporção de magnésio-25 superior à de qualquer amostra medida até hoje. O valor ultrapassa largamente tudo o que poderia ser produzido no Sistema Solar.

Os modelos indicam, na verdade, que a proporção observada terá sido provavelmente produzida num tipo de acontecimento violento que o Sistema Solar não viveu - e que, esperamos, nunca venha a viver: uma supernova, a morte explosiva de uma estrela massiva. Depois, o grão permaneceu no espaço até ao surgimento do Sistema Solar, acabando por ficar incorporado no AH 77307.

"A sonda atómica deu-nos um nível de detalhe a que não conseguíamos aceder em estudos anteriores", explica David Saxey, físico e geoquímico da Curtin University, na Austrália.

"A supernova de combustão de hidrogénio é um tipo de estrela que só foi descoberto recentemente, aproximadamente na mesma altura em que estávamos a analisar a minúscula partícula de poeira. A utilização da sonda atómica neste estudo proporciona um novo nível de detalhe que nos ajuda a compreender como estas estrelas se formaram."

Essa será, porém, matéria para outro trabalho e outra ocasião. Por agora, resta admirar a crescente capacidade dos cientistas para encontrar e analisar uma agulha no palheiro dos meteoritos.

A investigação foi publicada no The Astrophysical Journal.