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Grãos de poeira de fora do Sistema Solar

Projeto identifica partículas capturadas por sonda da Nasa como tendo provável origem interestelar

Zack Gainsforth
Esta é uma imagem em falsa cor de um padrão de difração de Órion, um candidato a partícula de poeira interestelar coletado em 2004 pela sonda Stardust, da Nasa, e trazido à Terra em 2006.
Por Nicole Skinner e revista Nature

Sete partículas capturadas por uma sonda da Nasa poderiam ser as primeiras amostras conhecidas de poeira interestelar trazida para a Terra.

Durante os últimos oito anos, uma equipe de pesquisadores – com a ajuda de cidadãos cientistas de todo o mundo – analisa as amostras trazidas para a Terra pela sonda Stardust.

A poeira interestelar flui continuamente no Sistema Solar, mas é extremamente esparsa, então capturar suas partículas é difícil. Até agora, tudo que cientistas sabiam sobre essa poeira vinha da análise de espectros de luz espalhada e absorvida pelo meio interestelar. Mas essas observações não revelam muito sobre as propriedades de partículas individuais.

Um consórcio de 65 cientistas estudou os impactos microscópicos que partículas provocaram nos coletores da Stardust, que são compostos de um material ultra-leve chamado de “aerogel”. Eles relataram suas descobertas na Science de 14 de agosto, e em 12 outros artigos publicados em Meteoritics & Planetary Science.

Primeiras de seu tipo

Andrew Westphal, físico da University of California, Berkeley, e principal autor do artigo da Science, explica que sua equipe enfrentou o problema do ovo e da galinha. “Como nunca tínhamos visto poeira interestelar, foi difícil reconhecê-la e diferenciá-la de partículas de poeira interplanetária”, explica ele. “O que de fato conhecíamos eram as trajetórias esperadas das partículas conforme elas se propagam pela heliosfera”, adiciona Westphal, referindo-se à vasta região do Sistema Solar em que o vento solar tem influência.  

Em outras palavras, pesquisadores estavam procurando grãos de poeira vindos de uma direção específica do céu. De acordo com Westphal, a situação é análoga a dirigir durante uma tempestade de neve: mais flocos de neve atingem o parabrisa do que as janelas laterais. De maneira semelhante, conforme o Sistema Solar orbita a Galáxia, nós vemos poeira vindo de uma direção específica do céu devido a nosso movimento em relação ao meio interestelar.

Das sete candidatas a partículas interestelares, três – relativamente grandes, com cerca de dois mícrons cada – foram encontradas na cobertura de aerogel do coletor de poeira. As outras quatro partículas, com apenas alguns décimos de mícrons, foram encontradas em folhas de alumínio localizadas abaixo do aerogel. Até agora, pouco mais da metade da cobertura de aerogel foi analisada, mas Westphal não espera encontrar mais de uma dúzia de partículas na coleção inteira.

Dois dos candidatos foram revelados em uma reunião em 2010, mas a equipe não publicou sua análise dessas partículas – além de outras cinco – até agora.

Don Brownlee, astrônomo da University of Washington em Seattle e principal pesquisador da Stardust, declara que ele e seus colegas ficaram muito satisfeitos com os resultados. “Nós não sabíamos que essa coleção teria tanto sucesso, tanto no aerogel quanto no alumínio, porque ninguém havia capturado material interestelar de alta velocidade no passado”.

A análise mostra que as sete partículas candidatas são todas diferentes umas das outras, tanto em sua estrutura quanto composição. “Isso é muito empolgante”, declara Westphal, “porque essa é uma coleção muito mais rica e diversa de material do que esperávamos”.

Loteria da Poeira

Adolf Witt, astrônomo da University of Toledo em Ohio, acredita que isso possa ser um grande avanço: “Esses são resultados muito intrigantes que são esperados pela comunidade de poeira interestelar há muito tempo”. 

Priscilla Frisch, astrônoma da University of Chicago em Illinois, concorda. “Modelos de grãos de poeira precisarão ser revisados para levar esses resultados em conta”, observa ela. “Partículas de poeira interestelar são um laboratório cósmico para estudar a física de superfícies microscópicas e resultados da Stardust fornecem uma base mais realista para avaliar a maneira como grãos são carregados, além do espalhamento de radiação que provocam”.

 

Os 30.714 voluntários do Stardust@home foram cruciais para o projeto, uma das primeiras iniciativas online de cidadãos cientistas. Coletivamente, eles realizaram mais de 100 milhões de buscas de imagens procurando minúsculos impactos de poeira interestelar em campos magnificados do aerogel.

Naomi Wordsworth de Buckinghamshire, no Reino Unido, viu o projeto anunciado na BBC e pensou que “parecia fabuloso participar de um verdadeiro projeto científico aberto a qualquer pessoa que quisesse usar suas habilidades para ajudar”.

Em 2010, quatro anos após se tornar uma “duster”, ela recebeu um email de Westphal informando-lhe que havia descoberto um dos candidatos a poeira interestelar. “Foi como ganhar na loteria”, declara Wordsworth. Como recompensa por sua descoberta, ela recebeu permissão para batizar a partícula – Hylabrook, em homenagem à casa da família.

Para confirmar esses resultados preliminares, o próximo passo crucial será medir as quantidades relativas de isótopos de oxigênio nas partículas por meio de espectroscopia de massa. A equipe tinha os instrumentos necessários, explica Westphal, mas as partículas ainda estão presas no aerogel e são muito difíceis de manipular. “Nós temos ums coleção tão pequena que queremos ter certeza absoluta de que essas partículas não serão perdidas. O plano é passar aproximadamente três anos refinando nossas técnicas”.

Este artigo foi reproduzido com permissão e foi publicado pela primeira vez em 14 de agosto de 2014.

 sciambr18ago2014