Um programa de coleta de poeira extraterrestre realizado na Antártida recolheu micrometeoritos anormalmente ricos em carbono, provenientes muito provavelmente de superfícies cometárias. A análise isotópica dessas partículas excepcionais revela uma matéria orgânica que provavelmente se formou durante a irradiação da superfície dos cometas pela radiação cósmica.
Os cometas são os objetos mais distantes ligados à nossa estrela, o Sol. O estudo deles, assim como o dos asteroides, permite retornar ao contexto astrofísico da formação do sistema solar e sua evolução precoce.
Micrometeorito ultra-carbonáceo (imagem em microscopia eletrônica de varredura, 20 µm = 0,02 milímetros). A matéria orgânica visível na parte superior da partícula foi formada muito provavelmente na superfície de um cometa durante a irradiação de gelo pela radiação cósmica galáctica. O estudo in situ desses corpos é difícil, e o número de missões que conseguiram tal feito é insuficiente para obter uma visão global de sua composição, portanto o estudo de meteoritos e micrometeoritos permanece até hoje um caminho essencial para entender a história do sistema solar.
Mas, enquanto a vastíssima maioria dos meteoritos provém dos asteroides, os micrometeoritos, poeiras extraterrestres com tamanho variando entre algumas dezenas e centenas de micrômetros, são majoritariamente de origem cometária. Eles vêm de distâncias mais longínquas e frias do que as das órbitas dos asteroides e, assim, constituem um marcador geoquímico à parte.
As expedições realizadas por cientistas do laboratório de física dos 2 infinitos Irène Joliot Curie (IJCLab) há quase duas décadas no Domo C, localizado próximo à estação científica franco-italiana Concordia, no centro da Antártida, com o apoio do Instituto Polar Francês Paul-Émile Victor (IPEV), permitiram reunir uma coleção de poeira extraterrestre única no mundo.
Algumas dessas partículas apresentam concentrações excepcionais de carbono, os Micro-Meteoritos Antárticos Ultra-Carbonáceos (UCAMMs).
Uma colaboração conduzida por pesquisadores franceses do CNRS com pesquisadores americanos da Carnegie Institution, Arizona State University e do Naval Research Laboratory realizou, por espectrometria de massa por emissão de íons secundários, o primeiro estudo sistemático da composição isotópica dos elementos leves (hidrogênio, carbono, nitrogênio) nas UCAMMs. A análise da componente carbonácea das UCAMMs revela uma mistura de matérias orgânicas cujas proporções isotópicas são muito diferentes daquelas observadas na Terra.
A composição isotópica do nitrogênio em uma componente orgânica das UCAMMs é comparável à do Sol, indicando que a matéria orgânica de algumas UCAMMs se formou a partir do reservatório primordial de Nitrogênio (N
2) do sistema solar. Outras componentes orgânicas mostram proporções de
15N/
14N muito superiores, semelhantes às observadas em certos meteoritos primitivos ou em poeira interplanetária coletada pela NASA, indicando uma formação a partir de reservatórios secundários que passaram por processos de fracionamento isotópico no disco protoplanetário.
(acima) Cenário de formação da matéria orgânica dos micrometeoritos cometários.
(1) Reservatórios de moléculas orgânicas nitrogenadas com composições isotópicas distintas coexistem no disco protoplanetário.
(2) Essas moléculas condensam sob a forma de mantos de gelo na superfície de cometas nas regiões externas (além do planeta Netuno). Esses gelos são irradiados pela radiação cósmica galáctica (RCG).
(3) Após a sublimação dos gelos, um resíduo orgânico refratário (uma crosta) se forma na superfície cometária.
(4) Durante sua entrada no sistema solar interno, poeiras ricas em matéria orgânica (as UCAMMs) são ejetadas das superfícies cometárias.
Uma proporção muito pequena dessas poeiras pode ser capturada por nosso planeta e, em seguida, coletada nas neves da Antártida. A matéria orgânica das UCAMMs muito provavelmente se formou na superfície de cometas durante a irradiação de gelos ricos em nitrogênio pela radiação cósmica proveniente de nossa Galáxia. Os dados obtidos durante este estudo permitem revelar a composição isotópica dos mantos gelados cometários. Localizados no cinturão de Kuiper ou na nuvem de Oort, muito além das órbitas dos planetas gigantes gasosos (Urano e Netuno), os cometas são objetos congelados extremamente difíceis de alcançar e dos quais dispomos apenas de poucas informações.
O estudo de micrometeoritos ricos em matéria orgânica abre, portanto, uma nova janela para o estudo da composição dos gelos presentes na superfície dos cometas. Sua matéria orgânica representa um arquivo excepcional dos reservatórios de elementos voláteis condensados na superfície dos objetos mais frios do sistema solar. Esses resultados foram publicados na revista
Nature Astronomy.
Referências:
Nitrogen organics from comets probed by ultra-carbonaceous Antarctic micrometeorites,
Nature Astronomy, publicado em 10 de setembro de 2024.
Doi:
10.1038/s41550-024-02364-y
Fonte: CNRS INP