Meteorito Egípcio pode ser 1ª evidência já encontrada na Terra de Supernova Rara

O meteorito de Hypatia parece ser a primeira evidência física da explosão de uma supernova rara que aconteceu antes do Sistema Solar se formar

O meteorito de Hypatia, encontrado no deserto do Egito ainda em 1996, pode ser a primeira evidência física de uma explosão de supernova Tipo Ia já encontrada na Terra.

Tais supernovas são bem raras, e estão entre os eventos mais poderosos do Universo.

A descoberta foi foi publicada no jornal Icarus e assinada por Georgy Belyanin e Hartmut Winkler, da Universidade de Joanesburgo, na África do Sul.

Eles revelaram uma série de assinaturas químicas muito incomuns em um pequeno fragmento da rocha Hypatia, e essa pode ser a primeira evidência de uma rara supernova relativamente próxima da Terra.

Segundo eles, os elementos químicos presentes no objeto só são compatíveis com uma explosão de supernova raríssima, classificada como tipo Ia.

Eles conseguiram descartar outros "suspeitos cósmicos", através de um meticuloso processo, ou seja: os elementos contidos nesse meteorito Hypatia não poderiam vir de nenhum outro local além de uma supernova do tipo Ia - uma forma ainda mais violenta da explosão de uma estrela.

Dos cerca de 30 gramas que tinha Hypatia originalmente, temos apenas 4 gramas

após grande parte ter se perdido em estudos ao redor do mundo.

Créditos: divulgação

A hipótese dos estudiosos sobre a origem de Hypatia tem como alvo uma estrela gigante vermelha que se transformou em uma anã branca. O colapso deve ter ocorrido dentro de uma gigantesca nuvem de poeira, também chamada de nebulosa.

Essa anã branca acabou em um sistema binário com uma segunda estrela, que depois foi "devorada". E mais tarde essa faminta anã branca explodiu como uma supernova Tipo Ia dentro da nuvem de poeira, e após seu resfriamento, os átomos de gás que sobraram da supernova Ia começaram a aderir às partículas da nuvem de poeira.

"De certa forma, podemos dizer que pegamos a explosão da supernova Ia de imediato, já que os átomos de gás da explosão caíram na nuvem de poeira circundante, que eventualmente formou o corpo pai de Hypatia", diz Kramers.

A enorme "bolha" da supernova dessa mistura de poeira e átomos de gás nunca interagiu com outras nuvens de poeira.

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Milhões de anos se passaram até que Hypatia se transformou em rocha sólida nos estágios iniciais da formação de nosso Sistema Solar, e provavelmente ocorreu no frio e calmo Sistema Solar externo, na nuvem de Oort ou no cinturão de Kuiper.

Em algum momento, a rocha-mãe de Hipatia começou a se mover em direção à Terra, e o calor da reentrada na atmosfera do nosso planeta, combinado com a pressão de impacto no deserto no sudoeste do Egito, resultou na formação de microdiamantes e na destruição da rocha-mãe.

A Pedra Hypatia, encontrada no deserto, deve ser apenas um dos muitos fragmentos que se espalharam pela região.

Georgy Belyanin, Prof. Jan Kramers e PhD candidate Tebogo Makhubela

Da esquerda pra direita vemos Georgy Belyanin, Prof. Jan Kramers e o candidato a PhD Tebogo Makhubela

no laboratório onde Hypatia foi estudada.

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"Se esta hipótese estiver correta, então a pedra Hypatia é a primeira evidência material de uma explosão de supernova Tipo Ia na Terra", afirmou Kramers.

As análises de Hypatia - não é da Terra

Até agora, os dados do feixe de prótons que eles utilizaram também descartaram quatro outros "suspeitos" de onde Hypatia poderia ter se formado.

Hypatia não se formou na Terra, não fez parte de nenhum tipo conhecido de cometa ou meteorito, não se formou a partir de poeira comum no Sistema Solar interno ou de poeira interestelar comum, afirmaram.

"Isso nos deu os 'ingredientes' químicos de que precisávamos, e Jan pôde começar o próximo processo de análise de todos os dados", diz Belyanin.

A primeira grande nova evidência da análise do feixe de prótons veio dos níveis surpreendentemente baixos de silício nos alvos da pedra Hypatia.

O teor de silício, junto com cromo e manganês, era inferior a 1%, o que seria esperado para algo que se formou dentro do nosso Sistema Solar interno.

Além disso, o alto teor de ferro, enxofre, fósforo, cobre e vanádio era perceptível e anômalo, acrescenta Kramers.

Hypatia não é do Sistema Solar (nem do meio interestelar)

"Encontramos um padrão consistente de abundância de oligoelementos que é completamente diferente de qualquer coisa no Sistema Solar, primitivo ou evolutivo".

"Objetos no cinturão de asteroides também não correspondem a isso. Então voltamos nossa atenção para objetos fora do Sistema Solar", diz Kramers.

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Kramers então comparou o padrão de concentração de elementos em Hypatia com o que se esperaria ver na poeira entre as estrelas em nosso braço solar da Via Láctea.

"Procuramos ver se o padrão que obtemos da poeira interestelar média em nosso braço solar da Via Láctea corresponde ao que vemos em Hypatia. Mais uma vez, não havia semelhança”, acrescenta Kramers.

Imagem de Hypatia feita com o Laser de Próton na Universidade de Johanesburgo

Imagem de Hypatia feita com o Laser de Prótons na Universidade de Johanesburgo.

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Até agora, os dados do feixe de prótons também descartaram quatro suspeitos de onde Hypatia poderia ter se formado.

Hypatia não se formou na Terra, não fez parte de nenhum tipo conhecido de cometa ou meteorito, não se formou a partir de poeira comum no sistema solar interno ou de poeira interestelar comum.

Não veio de uma gigante vermelha

A próxima explicação mais simples para a concentração de elementos em Hypatia poderia ser uma estrela gigante vermelha. Estrelas gigantes vermelhas são frequentemente encontradas no Universo.

Mas os dados do feixe de prótons também descartam o fluxo de massa da estrela gigante: Hypatia tem muito ferro, muito pouco silício e uma concentração muito baixa de elementos mais pesados que o ferro.

Não é supernova do tipo II

O próximo suspeito era uma supernova tipo II. As supernovas do tipo II produzem muito ferro. Elas também são um tipo relativamente comum de supernovas.

Mais uma vez, os dados do feixe de prótons de Hypatia descartaram após análise química.

Era altamente improvável que uma supernova Tipo II fosse a fonte de minerais estranhos, como fosfeto de níquel. Além disso, Hypatia tinha muito ferro em comparação com silício e cálcio.

Era então hora de dar uma olhada na composição química prevista de uma das explosões mais dramáticas do Universo.

Supernova tipo Ia

Um tipo mais raro de supernova também produz muito ferro. As supernovas do tipo Ia ocorrem apenas uma ou duas vezes por século em cada galáxia.

Mas elas produzem a maior parte do ferro (Fe) do Universo. A maior parte do aço da Terra já foi o elemento ferro criado pelas supernovas do tipo Ia.

Hypatia - fragmento da rocha Hypatia encontrada no Egito em 1996.

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Além disso, a ciência afirma que algumas supernovas Ia deixam para trás traços muito característicos de "química forense". Isso se deve ao modo como algumas supernovas Ia são organizadas.

Primeiro, uma estrela gigante vermelha colapsa em uma estrela anã branca muito densa no final de sua vida. As estrelas anãs brancas geralmente são incrivelmente estáveis por períodos muito longos de tempo e são muito improváveis de explodir. No entanto, há exceções.

Uma estrela anã branca pode começar a "puxar" matéria de outra estrela em um sistema binário.

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Pode-se dizer que uma estrela anã "come" sua estrela companheira. Eventualmente, a anã branca se torna tão pesada, quente e instável que explode como uma supernova do tipo Ia.

A fusão nuclear durante uma explosão de supernova Ia deve criar padrões de concentração elementar altamente incomuns, conforme previsto por modelos teóricos científicos aceitos.

Além disso, uma estrela anã branca que explode como supernova Ia não apenas se despedaça, mas literalmente se despedaça em átomos. A matéria da supernova Ia entra no espaço na forma de átomos de gás.

Em uma extensa pesquisa bibliográfica de dados estelares e resultados de modelos, a equipe não conseguiu encontrar uma única correspondência química semelhante ou melhor para a rocha Hypatia do que um conjunto específico de modelos de supernova Ia.

"Todos os dados e modelos teóricos da supernova Ia mostram proporções muito mais altas de ferro em comparação com o silício e o cálcio do que os modelos da supernova II", diz Kramers. "A este respeito, os dados do Laboratório Hypatia Proton Beam são consistentes com os dados e modelos de supernovas Ia."

No geral, oito dos 15 elementos analisados ficaram dentro das faixas de proporção previstas em relação ao ferro. Estes são silício, enxofre, cálcio, titânio, vanádio, cromo, manganês, ferro e níquel.

No entanto, nem todos os 15 elementos analisados em Hypatia correspondem às previsões. Em seis dos 15 elementos, as proporções foram de 10 a 100 vezes maiores do que nos modelos teóricos de supernovas do tipo 1A. Esses elementos são alumínio, fósforo, cloro, potássio, cobre e zinco.

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Como uma estrela anã branca é formada a partir de uma gigante vermelha moribunda, Hipátia poderia ter herdado essas proporções de seis elementos da estrela gigante vermelha. Este fenômeno foi observado em estrelas anãs brancas em outros estudos", acrescenta Kramers.

Se esta hipótese estiver correta, então a rocha de Hipátia (ou meteorito de Hypatia) seria a primeira evidência física na Terra de uma explosão de supernova do Tipo Ia, um dos eventos mais energéticos do Universo.

A rocha Hypatia será a chave para uma história cósmica que começou durante a formação inicial do nosso Sistema Solar e foi encontrada muitos anos depois em um deserto remoto. Quais as chances disso acontecer?! Pois estamos vendo, e está na palma de nossas mãos...