“Este é um dos estudos mais emocionantes em que trabalhei”, diz Philipp Heck, curador do Museu de Campo, professor associado da Universidade de Chicago, e autor principal de um artigo descrevendo as descobertas nos Anais da Academia Nacional de Ciências. “Estes são os materiais sólidos mais antigos já encontrados e nos contam como as estrelas se formaram em nossa galáxia”

Os materiais examinados por Heck e seus colegas são chamados de grãos minerais pré-solares formados antes do nascimento do Sol. “Eles são amostras sólidas de estrelas, poeira de verdade”, diz Heck. Esses pedaços de poeira de estrelas ficaram presos em meteoritos onde permaneceram inalterados por bilhões de anos, tornando-os cápsulas de tempo do tempo antes do sistema solar..

Mas os grãos pré-solares são difíceis de serem encontrados. Eles são raros, encontrados apenas em cerca de 5% dos meteoritos que caíram na Terra, e eles são cerca de uma centena dos maiores que caberiam no período no final desta frase. Mas o Museu de Campo tem a maior porção do meteorito Murchison, um tesouro de grãos pré-solares que caiu na Austrália em 1969 e que o povo de Murchison, Victoria, colocou à disposição da ciência. Grãos pré-solares para este estudo foram isolados do meteorito Murchison para este estudo há cerca de 30 anos na Universidade de Chicago.

“Começa com fragmentos esmagados do meteorito em pó”, explica Jennika Greer, uma estudante de pós-graduação do Museu de Campo e da Universidade de Chicago e co-autora do estudo. “Uma vez todas as peças segregadas, é uma espécie de pasta, e tem uma característica pungente – cheira a manteiga de amendoim podre”

Esta “pasta de meteorito de manteiga de amendoim podre” foi então dissolvida com ácido, até que apenas os grãos pré-solares permaneceram. “É como queimar o palheiro para encontrar a agulha”, diz Heck.

Após os grãos pré-solares estarem isolados, os pesquisadores descobriram a partir de que tipos de estrelas eles vieram e quantos anos eles tinham. “Usamos dados de idade de exposição, que basicamente medem sua exposição aos raios cósmicos, que são partículas de alta energia que voam através de nossa galáxia e penetram na matéria sólida”, explica Heck. “Alguns destes raios cósmicos interagem com a matéria e formam novos elementos. E quanto mais tempo eles ficam expostos, mais esses elementos se formam.

“Eu comparo isso com a colocação de um balde em uma tempestade”. Assumindo que a chuva é constante, a quantidade de água que se acumula no balde diz-lhe quanto tempo esteve exposto”, acrescenta ele. Medindo quantos desses novos elementos produzidos por raios cósmicos estão presentes em um grão pré-solar, podemos dizer quanto tempo ele esteve exposto aos raios cósmicos, o que nos diz a sua idade.

Os pesquisadores descobriram que alguns dos grãos pré-solares em sua amostra foram os mais antigos já descobertos, com base na quantidade de raios cósmicos que absorveram, a maioria dos grãos teve que ter entre 4,6 e 4,9 bilhões de anos, e alguns grãos tinham até mais de 5,5 bilhões de anos. Por contexto, nosso Sol tem 4,6 bilhões de anos, e a Terra tem 4,5 bilhões.

Mas a idade dos grãos pré-solares não foi o fim da descoberta. Como os grãos pré-solares são formados quando uma estrela morre, eles podem nos contar sobre a história das estrelas. E há 7 bilhões de anos atrás, havia aparentemente uma safra de novas estrelas se formando – uma espécie de baby boom astral.

“Temos mais grãos jovens do que esperávamos”, diz Heck. “Nossa hipótese é que a maioria desses grãos, que têm de 4,9 a 4,6 bilhões de anos, se formaram em um episódio de formação estelar aprimorada”. Houve um tempo antes do início do Sistema Solar quando mais estrelas se formaram do que o normal”

Esta descoberta é munição num debate entre cientistas sobre se novas estrelas se formam ou não a um ritmo constante, ou se há altos e baixos no número de novas estrelas ao longo do tempo. “Algumas pessoas pensam que a taxa de formação de estrelas da galáxia é constante”, diz Heck. “Mas graças a esses grãos, agora temos evidências diretas de um período de formação estelar aprimorada em nossa galáxia há sete bilhões de anos com amostras de meteoritos. Esta é uma das principais descobertas do nosso estudo”

Heck observa que esta não é a única coisa inesperada que a sua equipa encontrou. Como quase uma nota lateral para as principais questões de pesquisa, ao examinar a forma como os minerais nos grãos interagiam com os raios cósmicos, os pesquisadores também aprenderam que os grãos pré-solares muitas vezes flutuam através do espaço presos juntos em grandes aglomerados, “como a granola”, diz Heck. “Ninguém pensou que isso fosse possível nessa escala.”

Heck e seus colegas aguardam ansiosos por todas essas descobertas, aprofundando nosso conhecimento sobre nossa galáxia. “Com este estudo, determinámos directamente as vidas da poeira das estrelas. Esperamos que isto seja captado e estudado para que as pessoas possam usar isto como input para modelos de todo o ciclo de vida galáctico”, diz ele.

Heck observa que ainda há questões de tempo de vida para responder sobre grãos pré-solares e o início do Sistema Solar. “Gostaria que tivéssemos mais pessoas trabalhando nisso para aprender mais sobre nossa galáxia natal, a Via Láctea”, diz ele.

“Uma vez aprendendo sobre isso, como você quer estudar mais alguma coisa?”, diz Greer. “É fantástico, é a coisa mais interessante do mundo.”

“Eu sempre quis fazer astronomia com amostras geológicas que posso segurar na minha mão”, diz Heck. “É tão excitante olhar para a história da nossa galáxia. O pó de estrelas é o material mais antigo para chegar à Terra, e com ele podemos aprender sobre nossas estrelas-mãe, a origem do carbono em nossos corpos, a origem do oxigênio que respiramos. Com a poeira das estrelas, podemos rastrear esse material até o tempo antes do Sol”, diz Greer.

“É a próxima melhor coisa a poder tirar uma amostra diretamente de uma estrela”, diz Greer.

“Este estudo contou com a contribuição de pesquisadores do Museu de Campo, Universidade de Chicago, Laboratório Nacional Lawrence Livermore, Universidade de Washington, Faculdade de Medicina de Harvard, ETH Zurique, e da Universidade Nacional Australiana. O financiamento foi fornecido pela NASA, Fundação TAWANI, Fundação Nacional de Ciência, Departamento de Energia, Fundação Nacional de Ciência Suíça, Conselho Nacional Brasileiro para o Desenvolvimento Científico e Tecnológico e Comitê de Financiamento de Bolsas de Estudo e Ciência do Museu de Campo.