Poeira Estelar de 7 bilhões de Anos é Encontrada em Meteorito

Micrografia eletrônica de varredura de um grão de carboneto de silício pré-molar datado. O grão tem aproximadamente 8 micrômetros em sua dimensão mais longa.

Estrelas têm ciclos de vida. Elas nascem quando pedaços de poeira e gás flutuando no espaço se encontram, se contraem e esquentam. Eles queimam por milhões a bilhões de anos e depois morrem. Quando morrem, lançam as partículas que se formaram no espaço, e esses fragmentos de poeira estelar acabam formando novas estrelas, junto com novos planetas, luas e meteoritos. E em um meteorito que caiu cinquenta anos atrás na Austrália, os cientistas descobriram poeira estelar que se formou 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 principal autor de um artigo descrevendo as descobertas no PNAS. "Estes são os materiais sólidos mais antigos já encontrados, e eles nos contam como as estrelas se formaram em nossa galáxia".
Os materiais que Heck e seus colegas examinaram são chamados grãos-minerais pré-molares formados antes do nascimento do Sol. "São amostras sólidas de estrelas, poeira estelar mesmo", diz Heck. Esses fragmentos de poeira estelar ficaram presos em meteoritos, onde permaneceram inalterados por bilhões de anos, tornando-os verdadeiras cápsulas do tempo antes do sistema solar.
Mas os grãos pré-molares são difíceis de encontrar. Eles são raros, encontrados apenas em cerca de cinco por cento dos meteoritos que caíram na Terra, e são muito pequenos. Mas o Field Museum tem a maior parte do meteorito de Murchison, um tesouro de grãos pré-molares que caíram na Austrália em 1969. Grãos pré-molares foram isolados do meteorito de Murchison para este estudo há cerca de 30 anos na Universidade de Chicago.
"Começa com a trituração de fragmentos do meteorito em pó", explica Jennika Greer, estudante de graduação do Field Museum e da Universidade de Chicago e coautora do estudo. "Depois que todas as peças são separadas, vira uma espécie de pasta e tem uma característica marcante - cheira a manteiga de amendoim podre".
Esta "pasta de meteorito" foi então dissolvida em ácido, até restarem apenas os grãos pré-molares. "É como queimar o palheiro para encontrar a agulha", diz Heck.
Depois que os grãos pré-molares foram isolados, os pesquisadores descobriram a partir de que tipo de estrelas eles vieram e quantos anos eles tinham. "Usamos dados da idade de sua exposição aos raios cósmicos, que são partículas de alta energia que voam pela nossa galáxia e penetram na matéria sólida", explica Heck. "Alguns desses raios cósmicos interagem com a matéria e formam novos elementos. E quanto mais tempo eles são expostos, mais esses elementos se formam.
"Comparo isso com colocar um balde em uma tempestade. Supondo que a chuva seja constante, a quantidade de água que se acumula no balde indica quanto tempo ficou exposta", acrescenta. Ao medir quantos desses novos elementos produzidos por raios cósmicos estão presentes em um grão pré-molar, podemos dizer quanto tempo ele foi exposto aos raios cósmicos, o que nos diz quantos anos tem.
Os pesquisadores descobriram que alguns dos grãos pré-molares em sua amostra eram os mais antigos já descobertos - com base em quantos raios cósmicos eles absorveram. A maioria dos grãos tinha de 4,6 a 4,9 bilhões de anos e alguns grãos eram ainda mais antigos, com 5,5 bilhões de anos. Para comparação, o Sol tem 4,6 bilhões de anos e a Terra, 4,5 bilhões.
Mas a idade dos grãos pré-molares não foi o fim da descoberta. Como os grãos pré-molares são formados quando uma estrela morre, eles podem nos contar sobre a história das estrelas. E 7 bilhões de anos atrás, havia aparentemente uma safra abundante de novas estrelas se formando - uma espécie de baby boom astral.
"Temos mais grãos jovens do que esperávamos", disse Heck. "Nossa hipótese é que a maioria desses grãos, de 4,9 a 4,6 bilhões de anos, se formou em um episódio de formação estelar elevada. Houve um tempo antes do início do Sistema Solar em que mais estrelas se formaram do que o normal".
Essa descoberta é uma munição em um debate entre cientistas sobre se novas estrelas se formam a uma taxa constante ou se existem 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 elevada em nossa galáxia, sete bilhões de anos atrás, em amostras de meteoritos. Essa é uma das principais conclusões de nosso estudo".
Heck observa que essa não é a única coisa inesperada que sua equipe encontrou. Como quase uma observação à margem das principais perguntas da pesquisa, ao examinar a maneira como os minerais nos grãos interagiam com os raios cósmicos, os pesquisadores também aprenderam que os grãos pré-molares frequentemente flutuam pelo espaço preso em grandes aglomerados "como granola", disse Heck . "Ninguém pensou que isso fosse possível nessa escala".
Heck e seus colegas esperam ansiosamente que todas essas descobertas, aprofundem nosso conhecimento de nossa galáxia. "Com este estudo, determinamos diretamente a vida útil da poeira estelar. Esperamos que isso seja estudado como entrada para modelos de todo o ciclo de vida galáctico", disse ele.
Heck observa que ainda restam perguntas para responder sobre grãos pré-molares e o início do Sistema Solar. "Gostaria que tivéssemos mais pessoas trabalhando nisso para aprender mais sobre a nossa galáxia, a Via Láctea", disse ele.
"Eu sempre quis fazer astronomia com amostras geológicas que posso segurar na minha mão", disse Heck. "É tão emocionante olhar para a história da nossa galáxia. A poeira estelar é o material mais antigo a atingir a Terra e, a partir dela, podemos aprender sobre nossas estrelas-mãe, a origem do carbono em nossos corpos, e a origem do oxigênio que respiramos. Com a poeira estelar, podemos rastrear esse material até a época anterior ao Sol".

Fonte: NASA