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Cristais de meteorito azul revelam a juventude violenta do Sol

Relíquias antigas confirmam as origens tempestuosas do nosso Sistema Solar

Field Museum, University of Chicago, NASA, ESA, and E. Feild (STScl)

Ilustração do disco de gás e poeira que deu origem ao nosso Sistema Solar, com uma imagem inserida de um cristal de hibonita azul, um dos mais antigos minerais que se formaram em torno do Sol.

Cristais azuis antigos e raros, que remontam à infância do Sistema Solar, ajudam a confirmar que o Sol recém-nascido era violentamente ativo, relata um novo estudo.

Os astrônomos já sabiam previamente que as estrelas são, em sua maioria, incrivelmente energéticas no início de sua evolução. Os cientistas suspeitavam que o mesmo havia acontecido ao Sol após seu nascimento, há cerca de 4,6 bilhões de anos.

"O Sol era muito ativo no início de sua vida - tinha um maior número de erupções e emitia um fluxo mais intenso de partículas carregadas", disse Philipp Heck, um dos autores do estudo e curador do museu The Field Museum,  em Chicago. “Eu penso no meu filho - ele tem três anos; ele é muito ativo também."

No entanto, provar essa “hipótese de que no início o Sol era bem mais ativo” é um desafio, porque é difícil encontrar um material que tenha registrado os primeiros momentos do astro e que tenha sobrevivido ileso por bilhões de anos.

"Quase nada no Sistema Solar tem idade suficiente para realmente confirmar a atividade inicial do Sol", disse Heck em um comunicado.

Para investigar tal evidência, pesquisadores analisaram amostras do meteorito Murchison, que caiu em 1969 perto da cidade de Murchison, no estado australiano de Victoria. Este meteorito, que é mantido no museu The Field Museum em Chicago, é tão longevo quanto o início do Sistema Solar e é reconhecido na comunidade científica por sua abundância de moléculas orgânicas.

Enquanto o gigantesco disco de gás e poeira que circundava o Sol primitivo esfriava há cerca de 4,5 bilhões de anos, os primeiros minerais começaram a se formar - cristais azuis microscópicos chamados hibonitas. Os maiores têm apenas algumas vezes o diâmetro de um cabelo humano.

"Eles provavelmente estão entre os primeiros minerais formados no Sistema Solar", disse a space.com Levke Kööp, que estuda cosmoquímica na Universidade de Chicago.

Se em seu início o Sol expeliu muitas partículas energéticas, algumas delas devem ter atingido o cálcio e alumínio dos cristais, dividindo esses átomos em átomos menores de néon e hélio. Essa evidência de um Sol inicial ativo pode ter permanecido presa dentro desses cristais por bilhões de anos, e ter sido incorporada às rochas que eventualmente caíram na Terra para os cientistas estudarem.

"Enquanto os gases nobres são frequentemente estudados para estimar o histórico de irradiação das amostras, ninguém tentou isso com os hibonitas antes", disse Kööp. “Provavelmente porque eles são muito pequenos e também raros e difíceis de serem recuperados a partir de meteoritos.”

Os cientistas analisaram os cristais na Suíça utilizando um espectrômetro de massa de última geração - uma máquina do tamanho de uma garagem que pode determinar a composição química de um objeto. Um laser derretia os minúsculos grãos de cristais de hibonita e o espectrômetro de massa analisava seu conteúdo.

O espectrômetro de massa foi projetado especificamente para procurar por traços de gases nobres, como hélio e néon. Os pesquisadores descobriram um sinal surpreendentemente grande, mostrando claramente a presença de hélio e néon.

Esta pode ser a primeira evidência concreta da atividade precoce do Sol que se acreditava existir, disseram os pesquisadores.

"É empolgante podermos encontrar registros de gases nobres em hibonitas, porque isso sustenta fortemente a hipótese do princípio-ativo-solar", disse Kööp.

Havia indícios anteriores de que o Sol recém-nascido era mais ativo do que é hoje, como traços de berílio-10 radioativo encontrados em meteoritos antigos.

No entanto, era possível que o tal berílio-10 não tivesse sido gerado pela atividade solar precoce, mas sim herdado da nuvem molecular da qual o Sistema Solar se originou. Em contraste, o néon e o hélio são gases nobres, o que significa que praticamente nunca reagem com outros produtos químicos. Por isso, sua presença nos hibonitas sugere que eles foram produzidos dentro dos cristais, ao invés de serem uma substância que pode ter ficado presa junto às hibonitas quando elas se formaram.

Pesquisas futuras sobre os cristais de meteoritos antigos podem ajudar a revelar detalhes sobre o disco protoplanetário de gás e poeira que existia ao redor do Sol e que, por fim, deu origem aos planetas, devido a suas diferenças entre as partes quentes e frias.

"Por exemplo, o hélio é um elemento muito leve e é facilmente perdido a partir de minerais durante seu aquecimento", disse Kööp. “A presença de hélio nos hibonitas significa que eles não foram aquecidos muitas vezes após serem emitidos.”

Os cientistas detalharam suas descobertas segunda-feira (30 de julho) na revista Nature Astronomy.

Charles Q. Choi

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