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Investigadores propõem supernova de baixa massa como "gatilho" para a formação do Sistema Solar


Há cerca de 4,6 bilhões de anos atrás, uma nuvem de gás e poeira, que eventualmente formou o nosso Sistema Solar, foi perturbada. O colapso gravitacional resultante formou o proto-Sol com um disco circundante onde os planetas nasceram. Essa nuvem poderá ser parecida com alguma região neste muito maior complexo de gás e poeira a cerca de 4500 anos-luz de distância na direção da constelação de Cisne, observado pelo Telescópio Espacial Spitzer.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica

Uma equipe de investigação liderada pelo professor Yong-Zhong Qian da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Minnesota, EUA, usou novos modelos e evidências de meteoritos para mostrar que uma supernova de massa baixa desencadeou a formação do nosso Sistema Solar.

Os resultados foram publicados na edição mais recente da revista científica Nature Communications.

Há cerca de 4,6 mil milhões de anos atrás, uma nuvem de gás e poeira, que eventualmente formou o nosso Sistema Solar, foi perturbada. O colapso gravitacional resultante formou o proto-Sol com um disco circundante onde os planetas nasceram. Uma supernova - a explosão de uma estrela no final do seu ciclo de vida - teria energia suficiente para comprimir tal nuvem de gás. No entanto, não havia evidências conclusivas para apoiar esta teoria. Além disso, a natureza da supernova desencadeadora permanecia elusiva.

Qian e colaboradores decidiram focar-se nos isótopos de curta duração presentes no início do Sistema Solar. Devido à sua pequena vida, estes núcleos só podiam ter vindo da supernova desencadeante. As suas abundâncias no início do Sistema Solar foram inferidas pelos seus produtos de decaimento nos meteoritos. Como detritos da formação do Sistema Solar, os meteoritos são comparáveis a tijolos e argamassa que sobram num local de construção. Eles dizem-nos a composição do Sistema Solar e, em particular, quais os isótopos de curta duração que a supernova desencadeadora forneceu.

"Esta é a evidência forense que precisamos para nos ajudar a explicar a formação do Sistema Solar," comenta Qian. "Aponta para uma supernova de baixa massa como 'gatilho'."

Qian é especialista na formação de isótopos em supernovas. As suas pesquisas anteriores concentraram-se em vários mecanismos pelos quais estes ocorrem em supernovas de diferentes massas. A sua equipe inclui colaboradores da mesma universidade, da Universidade Monash, na Austrália e da Universidade da Califórnia em Berkeley. Qian e o pós-doutorado Projjwal Banerjee perceberam que os esforços anteriores no estudo da formação do Sistema Solar estavam focados numa supernova de alta massa como "gatilho", o que teria deixado um conjunto de impressões digitais nucleares que não estão presentes no registo meteórico.

Qian e colaboradores decidiram testar se uma supernova de baixa massa, cerca de 12 vezes mais massiva que o nosso Sol, podia explicar o registo de meteoritos. Começaram a investigação examinando o Berílio-10, um núcleo de curta duração com 4 prótons (daí ser o quarto elemento na tabela periódica) e 6 nêutrons, com 10 unidades de massa. Este isótopo encontra-se amplamente distribuído em meteoritos.

Na verdade, a ubiquidade do Berílio-10 era uma espécie de mistério. Muitos cientistas teorizaram que a espalação - o processo no qual as partículas altamente energéticas removem prótons ou nêutrons de um núcleo para formar novos núcleos - por raios cósmicos seria a responsável pelo Berílio-10 encontrado nos meteoritos. Qian disse que esta hipótese envolve muitos "inputs" incertos e presume que o Berílio-10 não pode ser fabricado em supernovas.

Usando novos modelos de supernovas, Qian e colaboradores mostraram que o Berílio-10 pode ser produzido por espalação de neutrinos tanto em supernovas de baixa massa como alta. No entanto, apenas uma supernova de massa baixa como "gatilho" para a formação do Sistema Solar é consistente com o registo meteórico em geral.

"Os achados neste artigo abriram uma direção totalmente nova na nossa pesquisa," afirma Qian. "Além de explicar a abundância do Berílio-10, este modelo de supernova de baixa massa também explicaria os isótopos de curta duração do Cálcio-41, do Paládio-107 e alguns outros encontrados em meteoritos. O que não consegue explicar deverá, então, ser atribuído a outras fontes que requerem um estudo detalhado."

Qian disse que o grupo gostaria de examinar os mistérios restantes dos núcleos de curta duração encontrados em meteoritos. O primeiro passo, no entanto, é corroborar ainda mais a sua teoria examinando o Lítio-7 e o Boro-11, produzidos juntamente com o Berílio-10 por espalação de neutrinos nas supernovas. Qian realçou que poderão examinar isto num artigo futuro e pediu aos cientistas que estudam meteoritos que examinem as correlações entre esses três isótopos recorrendo a medições precisas.

FONTE: http://www.ccvalg.pt/

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