Os cientistas encontraram novas evidências de que a Terra está viajando através de uma nuvem de detritos estelares antigos deixados por uma estrela que explodiu há muito tempo. Estudando o gelo antártico que se formou há dezenas de milhares de anos, os pesquisadores descobriram vestígios de ferro-60, uma forma radioativa rara de ferro criada durante explosões de supernovas. As descobertas apoiam a ideia de que a Nuvem Interestelar Local, que rodeia o nosso Sistema Solar, contém material de uma antiga explosão estelar.
O estudo foi liderado por uma equipe internacional do Helmholtz Center Dresden-Rossendorf (HZDR), e os resultados foram publicados em Revisão de planilhas físicas.
Ferro raro de supernova encontrado no gelo da Antártica
O Ferro-60 forma-se nas profundezas de estrelas massivas e é ejetado para o espaço quando essas estrelas explodem como supernovas. Pesquisas anteriores encontraram evidências de que a Terra foi exposta ao ferro-60 proveniente de explosões de supernovas próximas, há milhões de anos. No entanto, não são conhecidas explosões estelares recentes perto da Terra, deixando os cientistas incertos sobre a origem do ferro-60 encontrado na neve relativamente jovem da Antártida há alguns anos.
“A nossa ideia era que a nuvem interestelar local contém ferro-60 e pode armazená-lo durante longos períodos de tempo. À medida que o Sistema Solar se move através da nuvem, a Terra pode recolher este material. No entanto, não conseguimos provar isso na altura,” explica o Dr. Dominik Kohl do Instituto de Física de Feixes de Íons e Investigação de Materiais do HZDR.
Para pesquisas futuras, Kohl e o professor Anton Wallner estudaram amostras geológicas adicionais nos últimos anos, incluindo sedimentos de águas profundas com até 30.000 anos de idade. Estas amostras também continham ferro-60, mas os cientistas ainda não conseguem descartar completamente outras explicações.
Amostras de gelo antártica analisadas recentemente são muito mais antigas e datam de 40.000 a 80.000 anos. Segundo a equipe, os resultados apontam fortemente para a Nuvem Interestelar Local como fonte do material radioativo.
“Isto significa que as nuvens que rodeiam o sistema solar estão relacionadas com a explosão da estrela. E, pela primeira vez, dá-nos a oportunidade de investigar a origem destas nuvens”, diz Kohl.
A jornada do sistema solar através da nuvem interestelar
Os cientistas acreditam que o Sistema Solar entrou na Nuvem Interestelar Local há várias dezenas de milhares de anos e deverá ressurgir nos próximos milhares de anos. Os pesquisadores dizem que o sistema solar está atualmente perto da borda externa da nuvem.
Para o estudo, a equipa concentrou-se no núcleo de gelo, que abrange o período em que o Sistema Solar poderia ter entrado na nuvem. A amostra foi fornecida pelo Centro de Pesquisa Polar e Marinha do Instituto Alfred Wegener Helmholtz (AWI) como parte do projeto europeu de perfuração de gelo EPICA.
Quando os investigadores compararam os resultados do núcleo de gelo com medições anteriores de neve e sedimentos do fundo do mar, descobriram que menos ferro-60 chegou à Terra entre 40.000 e 80.000 anos atrás do que hoje.
“Isto sugere que estávamos anteriormente num ambiente com menor teor de ferro-60, ou que a própria nuvem apresenta fortes variações de densidade”, explica Kohl.
A equipe descobriu que o sinal do ferro-60 muda significativamente ao longo de apenas dezenas de milhares de anos, o que é relativamente rápido na escala de tempo cósmico. Isto ajudou os investigadores a descartar teorias concorrentes, incluindo a ideia de que o material veio de explosões de supernovas mais antigas que desapareceram lentamente ao longo de milhões de anos.
Extração de pequenos vestígios de ferro-60
Para o estudo, os pesquisadores transportaram cerca de 300 quilos de gelo antártico do AWI em Bremerhaven para Dresden para processamento químico. Após uma longa preparação, restaram apenas algumas centenas de miligramas de pó.
Os cientistas então separaram cuidadosamente o ferro-60, tentando evitar a perda de material durante o processo.
No laboratório DREsden Accelerator Mass Spectrometry (DREAMS) em HZDR, a equipe testou as amostras preparadas usando dois isótopos radioativos adicionais, berílio-10 e alumínio-26. Como os níveis esperados destes isótopos no gelo da Antártida já são bem conhecidos, os investigadores puderam garantir que nenhum ferro-60 foi perdido durante a preparação.
Encontrando um punhado de átomos
Para as medições finais, os cientistas usaram o Acelerador de Íons Pesados (HIAF) da Universidade Nacional Australiana, que é atualmente a única instalação no mundo capaz de detectar quantidades tão pequenas de ferro-60. Usando filtros elétricos e magnéticos, a máquina separou os átomos por massa até que restassem apenas alguns átomos de ferro-60 da amostra original contendo 10 trilhões de átomos.
“É como procurar uma agulha em 50 mil estádios de futebol cheios de feno. A máquina encontra a agulha em uma hora”, explica Annabelle Roelofs, da Universidade de Bonn.
“Através de muitos anos de colaboração com colegas internacionais, desenvolvemos um método extremamente sensível que agora nos permite detectar sinais precisos de explosões cósmicas que ocorreram há milhões de anos em arquivos geológicos de hoje”, resume Wallner.
Os pesquisadores agora planejam estudar núcleos de gelo ainda mais antigos, anteriores à entrada do Sistema Solar na Nuvem Interestelar Local. A AWI está envolvida no projeto Beyond EPICA – Oldest Ice, que visa recuperar amostras de gelo que datam de um passado ainda mais profundo da Terra.
