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ago 25

Cientistas estudam com extremo cuidado possível material interestelar capturado pela sonda Stardust

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A maior trilha gerada pela poeira interestelar descoberta na bandeja de aerogel da Stardust é um buraco de 35 micrômetros de comprimento produzido por uma partícula de 3 picogramas que provavelmente viajava tão depressa que se vaporizou no momento do impacto. Os outros dois grãos prováveis de poeira interestelar viajavam muito mais lentamente e permaneceram intactos após um pouso suave no aerogel. Crédito: Andrew Westphal, Universidade da Califórnia em Berkeley

A poeira espacial coletada pela missão Stardust da NASA retornou a Terra em 2006 e é provável que tenha origem interestelar. Na verdade nós esperamos que isto seja confirmado uma vez que o Sistema Solar onde vivemos foi originado em uma nuvem interestelar de gás e poeira cósmica. Assim, encontrar partículas de origem externa ao nosso Sistema Solar pode nos trazer explicações sobre nossas origens.

Esta descoberta é a primeira medida de que tipo de partículas uma sonda interestelar no futuro poderia encontrar quando sair da heliosfera solar, a bolha que envolve nosso sistema, criada pelos efeitos do vento solar.

O material cometário foi amplamente estudado por anos desde o seu retorno a Terra. No entanto, como estudar com o cuidado necessário os 7 grãos potencialmente vindos do espaço interestelar e comprovar sua origem? Sem dúvida, este é um trabalho bem difícil e veremos a seguir o porquê.

Viajando a bordo da espaçonave, mesas de coleta de amostras feitas de aerogel e separadas por células de alumínio conseguiram capturar 3 das potenciais partículas interestelares, as quais são um décimo do tamanho das amostras coletadas pelo aerogel da poeira do cometa Wild 2. As demais 4 partículas de interesse deixaram resíduos nas células de alumínio.

Em Berkeley, a radiação gerada pelo síncrotron do laboratório Advanced Light Source, junto com as análises feitas por microscópios especiais de infravermelho com escaneamento por raios-X, eliminaram das amostras algumas partículas candidatas por estarem contaminadas pelo alumínio.

Os grãos são mais de 1.000 vezes menores que um grão de areia. Para confirmar sua natureza interestelar será necessário medir a relativa abundância de três isótopos estáveis de oxigênio, conforme explicou Andrew Westphal (UC-Berkeley), autor líder do artigo publicado na Science.

No comunicado de imprensa emitido pelo laboratório Lawrence Berkeley National, Andrew Westphal informou que, infelizmente, o processo de confirmação da origem da poeira também pode destruir as amostras. Por esta razão o time de cientistas está procurando por mais partículas nos coletores da Stardust e praticando as análises dos isótopos, para testar as técnicas e minimizar os riscos, em partículas artificiais de poeira.

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Cientista examina coletor de aerogel trazido pela sonda Stardust. Créditos: NASA/Andrew Westphal, UC Berkeley

Até então as análises têm sido inteiramente não-destrutivas e os resultados tendo sido, de certa maneira, surpreendentes. Doze artigos já foram publicados na Meteoritics & Planetary Science, delineando os métodos de análise que têm sido usados.

Encontrar os grãos de poeira cósmica significa examinar os painéis de aerogel estudando pequenos pedaços fotografados em diferentes profundidades. As fatias são observadas em milhões de imagens que foram sequenciadas em vídeo.

Um projeto científico utilizando voluntários de uma população de pessoas interessadas, chamado Stardust@home, foi decisivo na análise. A campanha usou computação distribuída e os olhos dos colaboradores para estudar os vídeos para tentar achar rastros ou trilhas causadas pela poeira especial. Até agora mais de 100 trilhas foram encontradas mas nem todas foram analisadas.  Além disso, apenas 77 dos 132 painéis de aerogel foram digitalizados.

Consequentemente, nós temos um potencial para novas descobertas. O que estamos aprendendo é que se a poeira é de fato originada no espaço interestelar, então é surpreendentemente diversa. Westphal explicou:

Quase tudo que sabemos até agora sobre a poeira cósmica tem sido fornecido pelas observações astronômicas, não só por telescópios terrestres mais pelos observatórios espaciais. As analises dessas partículas capturadas pela Stardust é nosso primeiro vislumbre da complexidade da poeira interestelar e temos sido surpreendidos pela diversidade entre as partículas estudadas.

http://www.centauri-dreams.org/?p=31348

A partícula de pó chamada de “Orion” contém os minerais olivina cristalina e espinela [1], além de um material amorfo contendo magnésio e ferro. Crédito: Westphal et al. 2014, Science / AAAS.

Duas das partículas maiores têm uma composição macia que Westphal compara a um floco de neve, uma estrutura não prevista em modelos anteriores de poeira interestelar. Curiosamente, as partículas contêm olivina, um mineral composto de magnésio, ferro e silício, o que implica mudanças no material proveniente dos discos de poeira ou fluxos de matéria de outras estrelas ao longo do tempo no profundo espaço interestelar.

O fato de que três das partículas encontradas na folha de alumínio, entre os painéis de coleta, também conterem compostos de enxofre é impressionante, algo que não se esperava encontrar em partículas interestelares.

A análise em andamento dos restantes 95% dos painéis dos coletores poderá clarificar melhor as dúvidas.

O artigo assinado por Westphal et al., intitulado “Evidence for Interstellar Origin of Seven Dust Particles Collected by the Stardust Spacecraft”, foi publicado na Science Volume 345, No 6198 (2014), páginas 786-791.

Nota

[1] As espinelas ou espinélios, constituem um grupo de minerais que cristalizam no sistema cúbico, com hábito octaédrico. A sua fórmula geral é (X)(Y)2O4, onde X representa os cátions que ocupam posições tetraédricas e Y os cátions que ocupam posições octaédricas. Cátions bivalentes, trivalentes e tetravalentes podem ocupar as posições X e Y, incluindo magnésio, zinco, ferro, manganês, alumínio, crômio, titânio e silício. Os ânions de oxigênio formam uma estrutura cúbica.

Fonte

Centauri Dreams: Did Stardust Sample Interstellar Materials?

Artigo Científico

Science: Evidence for Interstellar Origin of Seven Dust Particles Collected by the Stardust Spacecraft

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