Sabemos que o sistema solar se formou a partir de uma nuvem em colapso de gás frio e poeira, chamada nuvem molecular protosolar, que provavelmente fazia parte de uma nebulosa muito maior. Essa tem sido uma hipótese de trabalho por muito tempo, mas nas últimas décadas vimos muitas dessas nuvens em colapso em nebulosas formadoras de estrelas próximas.
Ainda temos muitas perguntas sobre o processo, mas duas grandes questões permacnecem: o que começou nosso colapso e quanto tempo levou?
A ideia popular na mídia é que uma estrela massiva próxima explodiu, e a onda de material batendo em nossa nuvem protosolar a comprimiu o suficiente para que sua própria gravidade assumisse, colapsando-a. Mas há outras maneiras de isso ter acontecido. Existe um tipo de estrela massiva terrivelmente luminosa chamada estrela Wolf-Rayet, e elas sopram um vento forte e extremamente rápido de gás para fora. Tal vento também poderia ter desencadeado o colapso. Mesmo uma estrela de massa menor em sua fase de gigante vermelha assintótica moribunda poderia soprar um vento suficientemente forte para fazer a ação.
Como distingui-los? Meteoritos.
Bem, alguns meteoritos, especificamente aqueles que têm o que são chamados de inclusões ricas em cálcio-alumínio, ou CAIs, neles. Estes são pequenos nódulos de minerais, geralmente com apenas alguns milímetros de diâmetro, que são excepcionalmente altos em quantidades desses dois elementos. Dadas suas características, eles são alguns dos primeiros minerais a se formarem no sistema solar, grudando-se na mesma época em que a própria nuvem entrou em colapso. De fato, eles se formam tão rapidamente que os cientistas consideram o momento em que se formaram o mesmo que o momento em que o próprio sistema solar se formou. Informações do portal SYFY.
A chave aqui é que esses elementos foram entregues por qualquer tipo de evento que derrubou nossa nuvem protosolar. CAIs em meteoritos são cápsulas do tempo que nos mostram o que deu início à nossa gênese.
É importante ressaltar que suas idades podem ser encontradas usando datação radioativa, por exemplo, observando a proporção de urânio para chumbo. Esse tipo de datação tem uma idade de 4,567 bilhões de anos, que é a idade do próprio sistema solar.
Mas fica melhor. Existem isótopos radioativos de cálcio e alumínio, chamados cálcio-41 (ou Ca-41) e alumínio-26 (Al-26), que têm meias-vidas de aproximadamente 100.000 e 750.000 anos. O Ca-41 decai em potássio e o alumínio em magnésio. Sabemos que os CAIs tinham esses dois isótopos quando se formaram, mas há muito tempo decaíram em seus elementos-filhos.
Ainda assim, a abundância desses elementos filhos nos diz quanto dos isótopos pais estavam nos CAIs em primeiro lugar. E, como os dois isótopos decaem em taxas diferentes, a proporção das quantidades de Ca-41 e Al-26 mudou ao longo do tempo.
Essa é a chave para tudo isso. Ambos os isótopos são criados em supernovas, estrelas Wolf-Rayet e gigantes vermelhas assintóticas, mas em quantidades diferentes. Se assumirmos que essas estrelas injetaram os dois isótopos em nossa nuvem protosolar e isso também desencadeou seu colapso, medindo suas proporções, podemos não apenas determinar que tipo de evento causou a formação de nosso sistema solar, mas também determinar quanto tempo esse processo durou. tomou.
Escusado será dizer que é complicado – obviamente; apenas explicar é complicado e isso não inclui a matemática e a física complexas. Mas uma equipe de cientistas analisou amostras de CAIs de vários meteoritos, incluindo o famoso meteorito Allende, e analisou as proporções de alumínio e cálcio radioativos para descobrir quanto tempo levou após a injeção desses elementos na nuvem para o CAIs para condensar.
Esses números são diferentes para o evento de disparo diferente. Eles descobriram que, se uma supernova criasse esses elementos e semeasse nossa nuvem com eles, levaria cerca de 1,5 milhão de anos para a nuvem entrar em colapso. No entanto, esse número é inconsistente com a abundância de outros elementos, como o ferro-60, que uma supernova também lançaria em nossa nuvem. Isso não significa que uma supernova não fez isso, mas torna menos provável.
Se fosse uma estrela Wolf-Rayet próxima, levaria 600.000 anos para a nuvem entrar em colapso, e se fosse uma gigante vermelha próxima, levaria mais de 0,9 a 1,1 milhão de anos. Suas descobertas não podem distinguir entre os dois, mas pelo menos reduziram o culpado.
Vou observar que o que desencadeou o colapso foi o último evento a semear nossa nuvem; certamente houve coisas anteriores como explosões de supernovas que nos carregaram com ferro e outros elementos. Eles simplesmente não afetaram a nuvem o suficiente para iniciar o processo de formação do sistema solar.
E tudo isso também nos diz que a nuvem progenitora do sistema solar entrou em colapso rapidamente, algo entre 600.000 e 1,1 milhão de anos. Passamos de uma nebulosa a um verdadeiro sistema solar em menos tempo do que a evolução levou para transformar o Australopithecus em Homo sapiens. Isso é impressionante.
Uma coisa que gosto muito em estudos como este é que nos coloca em contraste com o que vemos no Universo em geral. Somos uma parte do cosmos, tanto por existirmos nele quanto por sermos feitos de materiais dele. Sabemos que as estrelas estão se formando em outras nuvens; vemos isso acontecendo, e vemos isso em todos os estágios diferentes. Estudos como esse nos permitem nos conectar a essa linha do tempo, nos colocar entre as estrelas e ver nosso lugar com elas.
