Conceito de disco protoplanetário circunstelar
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A formação do nosso sistema solar envolveu a acreção de gás e poeira em um disco protoplanetário, com meteoritos fornecendo insights importantes sobre sua composição inicial. A descoberta de metais refratários em meteoritos de disco externo contradiz modelos anteriores, indicando uma estrutura de disco mais complexa influenciada pela gravidade de Júpiter, que ajudou a prender esses metais. Crédito: SciTechDaily.com

Fragmentos do cosmos primitivo ajudam a desvendar o mistério do nascimento do nosso sistema solar.

  • Meteoritos de ferro são remanescentes dos núcleos metálicos dos primeiros asteroides do nosso sistema solar. Meteoritos de ferro contêm metais refratários, como irídio e platina, que se formaram perto do sol, mas foram transportados para o sistema solar externo.
  • Uma nova pesquisa mostra que, para que isso acontecesse, o disco protoplanetário do nosso sistema solar tinha que ter o formato de um donut, porque os metais refratários não conseguiriam atravessar as grandes lacunas em um disco com formato de alvo de anéis concêntricos.
  • O artigo sugere que os metais refratários se moveram para fora à medida que o disco protoplanetário se expandia rapidamente e ficaram presos no sistema solar externo por Júpiter.
Meteorito de ferro Kinsella IIIAB
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“Meteoritos de ferro são joias escondidas. Quanto mais aprendemos sobre meteoritos de ferro, mais eles desvendam o mistério do nascimento do nosso sistema solar”, disse o cientista planetário da UCLA, Bidong Zhang. Crédito: UCLA Meteorite Gallery

Origens do Sistema Solar

Quatro bilhões e meio de anos atrás, nosso sistema solar era uma nuvem de gás e poeira girando em torno do sol, até que o gás começou a condensar e agregar junto com a poeira para formar asteroides e planetas. Como era esse berçário cósmico, conhecido como disco protoplanetário, e como ele era estruturado? Os astrônomos podem usar telescópios para “ver” discos protoplanetários muito distantes do nosso sistema solar muito mais maduro, mas é impossível observar como o nosso pode ter sido em sua infância — apenas um alienígena a bilhões de anos-luz de distância seria capaz de vê-lo como ele era antes.

Pistas meteóricas para o início solar

Felizmente, o espaço deixou cair algumas pistas — fragmentos de objetos que se formaram no início da história do sistema solar e mergulharam na atmosfera da Terra, chamados meteoritos. A composição dos meteoritos conta histórias do nascimento do sistema solar, mas essas histórias frequentemente levantam mais perguntas do que respostas.

Em um artigo publicado em Anais da Academia Nacional de Ciênciasuma equipe de cientistas planetários de Universidade da Califórnia em Los Angeles e o Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins relata que metais refratários, que se condensam em altas temperaturas, como irídio e platina, eram mais abundantes em meteoritos formados no disco externo, que era frio e distante do sol. Esses metais deveriam ter se formado perto do sol, onde a temperatura era muito mais alta. Havia um caminho que movia esses metais do disco interno para o externo?

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Disco protoplanetário WSB 52
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Disco protoplanetário em forma de donut WSB 52. Crédito: Sean Andrews, Jane Huang, Laura Pérez et al. 2018

Primeiros meteoritos e formação planetária

A maioria dos meteoritos se formou nos primeiros milhões de anos da história do sistema solar. Alguns meteoritos, chamados condritos, são conglomerados não derretidos de grãos e poeira que sobraram da formação do planeta. Outros meteoritos experimentaram calor suficiente para derreter enquanto seus asteroides pais estavam se formando. Quando esses asteroides derreteram, a parte de silicato e a parte metálica se separaram devido à diferença de densidade, semelhante a como água e óleo não se misturam.

Hoje, a maioria dos asteroides está localizada em um cinturão espesso entre Marte e Júpiter. Cientistas acreditam que a gravidade de Júpiter interrompeu o curso desses asteroides, fazendo com que muitos deles colidissem uns com os outros e se quebrassem. Quando pedaços desses asteroides caem na Terra e são recuperados, eles são chamados de meteoritos.

A jornada incomum dos metais refratários

Meteoritos de ferro são dos núcleos metálicos dos primeiros asteroides, mais antigos do que quaisquer outras rochas ou objetos celestes em nosso sistema solar. Os ferros contêm isótopos de molibdênio que apontam para muitos locais diferentes no disco protoplanetário em que esses meteoritos se formaram. Isso permite que os cientistas aprendam como era a composição química do disco em sua infância.

Pesquisas anteriores usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array no Chile encontraram muitos discos ao redor de outras estrelas que lembram anéis concêntricos, como um alvo de dardos. Os anéis desses discos planetários, como HL Tau, são separados por lacunas físicas, então esse tipo de disco não poderia fornecer uma rota para transportar esses metais refratários do disco interno para o externo.

Disco protoplanetário de HL Tauri
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Imagem do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array do disco protoplanetário ao redor da estrela jovem HL Tauri. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NSF

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O papel de Júpiter na captura de metais

O novo artigo sustenta que nosso disco solar provavelmente não tinha uma estrutura de anel no começo. Em vez disso, nosso disco planetário parecia mais com um donut, e asteroides com grãos de metal ricos em metais de irídio e platina migraram para o disco externo conforme ele se expandia rapidamente.

Mas isso confrontou os pesquisadores com outro quebra-cabeça. Após a expansão do disco, a gravidade deveria ter puxado esses metais de volta para o sol. Mas isso não aconteceu.

Insights de meteoritos de ferro

“Uma vez que Júpiter se formou, ele muito provavelmente abriu uma lacuna física que prendeu os metais irídio e platina no disco externo e os impediu de cair no sol”, disse o primeiro autor Bidong Zhang, um cientista planetário da UCLA. “Esses metais foram posteriormente incorporados em asteroides que se formaram no disco externo. Isso explica por que meteoritos formados no disco externo – condritos carbonáceos e meteoritos de ferro do tipo carbonáceo – têm teores muito maiores de irídio e platina do que seus pares do disco interno.”

Zhang e seus colaboradores usado anteriormente meteoritos de ferro para reconstruir como a água foi distribuída no disco protoplanetário.

“Meteoritos de ferro são joias escondidas. Quanto mais aprendemos sobre meteoritos de ferro, mais eles desvendam o mistério do nascimento do nosso sistema solar”, disse Zhang.

Referência: “Composições de corpos parentais de meteoritos de ferro restringem a estrutura do disco protoplanetário” por Bidong Zhang, Nancy L. Chabot e Alan E. Rubin, 28 de maio de 2024, Anais da Academia Nacional de Ciências.
DOI: 10.1073/pnas.2306995121



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Formado em Educação Física, apaixonado por tecnologia, decidi criar o site news space em 2022 para divulgar meu trabalho, tenho como objetivo fornecer informações relevantes e descomplicadas sobre diversos assuntos, incluindo jogos, tecnologia, esportes, educação e muito mais.