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Sílica cristalina em meteorito primitivo aproxima os cientistas da compreensão da evolução solar


Imagem da nebulosa protoplanetária solar. A imagem da esquerda é a estrutura da sílica cristalina, e à direita é uma imagem microscópica do agregado de olivina ameboide que a equipa de investigadores encontrou no meteorito primitivoYamato-793261.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Uma equipe de investigadores da Universidade de Waseda, da Universidade de Estudos Avançados (ambas do Japão), da Universidade do Hawaii em Manoa, da Universidade de Harvard e do Instituto Nacional de Pesquisa Polar descobriu o quartzo mineral de sílica (SiO2) num meteorito primitivo, tornando-se na primeira equipe do mundo a apresentar evidências diretas de condensação de sílica dentro do disco protoplanetário solar e a aproximar-se da compreensão da formação e evolução solar.

Embora observações espectroscópicas anteriores no infravermelho tenham sugerido a existência de sílica em estrelas T-Tauri recém-formadas, bem como em estrelas do ramo gigante AGB na sua última fase de vida, nenhuma evidência de condensação gás-sólido de sílica tinha sido encontrada em meteoritos primitivos dos primeiros estágios do nosso Sistema Solar.

Neste estudo, os cientistas estudaram o meteorito primitivo Yamato-793261 (Y-793261), um condrito carbonáceo recolhido de um campo de gelo perto das Montanhas Yamato durante a 20.ª Expedição de Investigação Antártica Japonesa em 1979.

"O grau de cristalinidade da matéria orgânica em Y-793261 mostra que não sofreu metamorfismo termal," explica Timothy Jay Fasgan, professor de geoquímica na Universidade de Waseda. "Isto confirma que Y-793261 preserva minerais e texturas da sua origem nebular, fornecendo-nos registos do Sistema Solar primitivo."

Um componente importante dos condritos inclui inclusões refratárias, que se formaram em altas temperaturas e são os mais antigos sólidos datados do Sistema Solar. As inclusões refratárias podem ser subdivididas em inclusões ricas em cálcio e alumínio (ICAs) e agregados de olivina ameboide (AOAs). A equipa de pesquisa encontrou um AOA em Y-793261 contendo minerais AOA típicos e minerais ultra-refratários (temperatura muito alta) contendo escândio e zircônio, juntamente com o quartzo (que se forma a uma temperatura comparativamente mais baixa). "Tal variedade de minerais implica que o AOA se condensou a partir do gás nebular para sólido numa ampla faixa de temperaturas de aproximadamente 1500-900ºC," comenta o professor Fagan. "Este agregado é o primeiro do seu tipo a ser encontrado no nosso Sistema Solar."

A equipa também descobriu que o quartzo no AOA tem uma composição isotópica de oxigênio parecida com a do Sol. Esta composição isotópica é típica das inclusões refratárias em geral, o que indica que as inclusões refratárias se formaram relativamente perto do protossol (aproximadamente 0,1 UA, ou 1/10 da distância Terra-Sol). O facto de que o quartzo no meteorito Y-793261 partilha esta composição isotópica indica que o quartzo se formou no mesmo ambiente da nebulosa solar. No entanto, a condensação de sílica a partir do gás da nebulosa solar é hipoteticamente impossível caso os minerais e o gás tenham permanecido em equilíbrio durante a condensação. Este achado serve como evidências de que o AOA se formou a partir de um gás que arrefecia depressa. Dado que os minerais pobres em sílica se condensaram do gás, este mudou de composição, tornando-se mais rico em sílica, até que o quartzo se tornou estável e cristalizado.

O professor Fagan diz que a origem de Y-793261 é provavelmente um objeto astronômico perto de 162173 Ryugu (mais conhecido apenas como Ryugu), um asteroide com o nome do palácio de um dragão de um antigo conto popular japonês. Atualmente a ser investigado pela sonda robótica japonesa Hayabusa 2, Ryugu pode partilhar das mesmas propriedades que Y-793261 e potencialmente fornecer mais registos sobre o Sistema Solar inicial. "Combinando investigações em andamento sobre meteoritos com novos resultados de Ryugu, esperamos entender melhor os eventos termais durante os estágios iniciais do nosso Sistema Solar".


O meteorito primitivo Y-793261.
Crédito: Universidade de Waseda

FONTE: ASTRONOMIA ONLINE

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