Investigadores descobrem pistas importantes sobre a história do Sistema Solar

Num novo artigo publicado na revista Nature Communications Earth and Environment, investigadores da Universidade de Rochester foram capazes de usar o magnetismo para determinar, pela primeira vez, quando os asteroides condritos carbonáceos – asteroides que são ricos em água e em aminoácidos – chegaram pela primeira vez ao Sistema Solar interior. A investigação fornece dados que ajudam a informar os cientistas sobre as origens do Sistema Solar e porque é que alguns planetas, como a Terra, se tornaram habitáveis e foram capazes de sustentar condições favoráveis à vida, enquanto outros planetas, como Marte, não.

A investigação também fornece aos cientistas dados que podem ser aplicados à descoberta de novos exoplanetas.

“Há um interesse especial em definir esta história – em referência ao grande número de descobertas de exoplanetas – para deduzir se os eventos podem ter sido semelhantes ou diferentes noutros sistemas planetários,” diz John Tarduno, professor do Departamento de Ciências da Terra e Ambientais e reitor de pesquisa para as Artes, Ciências e Engenharia da Universidade de Rochester. “Este é outro componente da busca por outros planetas habitáveis.”

Resolvendo um paradoxo usando um meteorito no México

Alguns meteoritos são fragmentos de detritos de objetos do espaço sideral, como asteroides. Depois de se separarem dos seus “corpos parentes”, estes pedaços são capazes de sobreviver à passagem pela atmosfera e eventualmente atingir a superfície de um planeta ou lua.

O estudo da magnetização dos meteoritos pode dar aos cientistas uma melhor ideia de quando os objetos se formaram e onde estavam localizados no início da história do Sistema Solar.

“Percebemos há vários anos que podíamos usar o magnetismo de meteoritos derivados de asteroides para determinar a que distância estes meteoritos estavam do Sol quando os seus minerais magnéticos se formaram,” diz Tarduno.

A fim de aprender mais sobre a origem dos meteoritos e dos seus corpos parentais, Tarduno e colaboradores estudaram dados magnéticos recolhidos do meteorito Allende, que caiu na Terra e pousou no México em 1969. O meteorito Allende é o maior meteorito condrito carbonáceo encontrado na Terra e contém minerais – inclusões de cálcio-alumínio – que são considerados os primeiros sólidos formados no Sistema Solar. É um dos meteoritos mais estudados e foi considerado durante décadas o exemplo clássico de um meteorito oriundo de um parente asteroidal primitivo.

Para determinar quando os objetos se formaram e onde estavam localizados, os investigadores primeiro tiveram que abordar um paradoxo sobre meteoritos que estava a confundir a comunidade científica: como é que os meteoritos ganharam magnetização?

Recentemente, surgiu uma polémica quando alguns cientistas propuseram que os meteoritos condritos carbonáceos como Allende haviam sido magnetizados por um dínamo central, como o do núcleo da Terra. Sabemos que a Terra é um corpo diferenciado porque tem crosta, manto e núcleo separados por composição e densidade. No início da sua história, os corpos planetários podem ganhar calor suficiente para que haja derretimento generalizado e o material denso – ferro – afunda-se para o centro.

Novas experiências pelo estudante de Rochester, Tim O’Brien, o autor principal do artigo científico, descobriram que os sinais magnéticos interpretados por investigadores anteriores não eram realmente de um núcleo. Em vez disso, descobriu O’Brien, o magnetismo é uma propriedade dos minerais magnéticos invulgares de Allende.

Determinando o papel de Júpiter na migração dos asteroides

Tendo resolvido este paradoxo, O’Brien conseguiu identificar meteoritos com outros minerais que podiam registar fielmente as magnetizações do jovem Sistema Solar.

O grupo de magnetismo de Tarduno então combinou este trabalho com o trabalho teórico de Eric Blackman, um professor de física e astronomia, e simulações de computador lideradas pelo estudante Atma Anand e por Jonathan Carroll-Nellenback, cientista computacional do Laboratório de Energética a Laser de Rochester. Estas simulações mostraram que os ventos solares envolviam os primeiros corpos do Sistema Solar e foi este vento solar que magnetizou os corpos.

Usando estas simulações e dados, os investigadores determinaram que os asteroides parentais a partir dos quais os meteoritos condritos carbonáceos se desprenderam chegaram à cintura de asteroides vindos do Sistema Solar exterior há cerca de 4562 milhões de anos atrás, nos primeiros cinco milhões de anos da história do Sistema Solar.

Tarduno diz que as análises e a modelagem fornecem mais suporte à teoria da grande inversão do movimento de Júpiter. No passado, os cientistas pensaram que os planetas e outros corpos planetários se formaram a partir de gás e poeira a uma distância ordenada do Sol, mas hoje os cientistas percebem que as forças gravitacionais associadas aos planetas gigantes – como Júpiter e Saturno – podem conduzir a formação e a migração de corpos planetários e asteroides. A teoria da grande inversão sugere que os asteroides foram separados pelas forças gravitacionais do planeta gigante Júpiter, cuja migração subsequente misturou os dois grupos de asteroides.

Ele acrescenta: “Este movimento inicial dos asteroides condritos carbonáceos prepara o terreno para uma maior dispersão de corpos ricos em água – potencialmente para a Terra – posteriormente no desenvolvimento do Sistema Solar, e pode ser um padrão comum aos sistemas exoplanetários.”

// Universidade de Rochester (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Communications Earth & Environment)

Saiba mais:

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ScienceDaily
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Formação e evolução do Sistema Solar:
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Meteoritos:
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Meteorito Allende (Wikipedia)

Inclusões ricas em cálcio e alumínio:
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Hipótese da grande inversão do movimento de Júpiter:
Wikipedia