Missão espacial revela origens de asteroide na nebulosa solar

No ano de 2019, a Agência de Exploração Aeroespacial do Japão enviou a sonda Hayabusa2 para explorar o asteroide 162173 Ryugu, que fica em órbita próximo à Terra e é composto por fragmentos rochosos cuja origem é um corpo maior.

Múltiplos rovers trouxeram amostras da superfície do asteroide de volta à Terra para que cientistas pudessem estudá-las.

Como as análises foram feitas?

O que foi descoberto?

Hipóteses e análises sobre o asteroide Ryugu

Os cientistas usaram técnicas especiais para descobrir como era o ambiente onde essas substâncias se formaram.

A maior variação nas razões isotópicas de oxigênio nos cristais de calcita é sugerida como resultado parcial de temperaturas de formação variando amplamente de 0-150 °C, mas não apenas isso, pois caso contrário, os isótopos de carbono mostrariam uma correlação positiva, o que não ocorre.

Em vez disso, os pesquisadores indicam que o ¹⁸O/¹⁶O da água e o ¹³C/¹²C dos íons de carbonato variaram ao longo do tempo e do espaço.

Como resultado, eles hipotetizam que as razões ¹⁸O/¹⁶O eram mais altas durante a formação inicial do sistema solar, antes da alteração aquosa do asteroide, e isso diminuiu subsequentemente ao longo do tempo à medida que mais cristais foram formados por interações entre água e rocha.

A diferença isotópica entre os cristais de calcita e dolomita é, portanto, resolvida pelo primeiro cristalizar-se a partir de fluidos menos “evoluídos” antes do último, em que o cálcio também foi mais facilmente lixiviado da rocha do que o magnésio.

Quatro cenários são considerados para explicar a variabilidade de ¹³C/¹²C:

1. Fracionamento isotópico do tipo Rayleigh, onde compostos ricos em ¹²C são preferencialmente liberados (como metano);
2. Cristalização fracionada, onde a formação de carbonatos iniciais altera a composição do reservatório restante a partir do qual carbonatos subsequentes podem cristalizar;
3. Mistura de múltiplos reservatórios de carbono com diferentes razões ¹³C/¹²C;
4. Variações nos isótopos de oxigênio e hidrogênio que causam mudanças nas razões isotópicas para a formação de monóxido de carbono, dióxido de carbono e metano, dos quais o carbono é obtido para os cristais.

O que os isótopos contam

Desses cenários, o fracionamento isotópico do tipo Rayleigh é descartado, pois causaria razões ¹³C/¹²C mais altas na dolomita formada a partir de fluidos “mais evoluídos”, quando o oposto é observado nas amostras. Da mesma forma, a cristalização fracionada é descartada, assim como a mistura de reservatórios de carbono, já que os tempos de mistura para o asteroide Ryugu seriam muito curtos.

Portanto, é o último cenário de variação do oxigênio que é sugerido como o principal impulsionador das mudanças nas razões ¹³C/¹²C. Isso resultou na oxidação do ferro na rocha pela água e é medido com base na produção de hidrogênio liberado pela água. A hipótese coincide com observações de aumento de ferro no meteorito com a alteração progressiva.

Em geral, o ambiente rico em ¹³C é observado como sendo raro no sistema solar além dos carbonatos em meteoritos, e a equipe de pesquisa sugere que o corpo parente do meteorito Ryugu se formou dentro de uma região fria da nebulosa solar.

Em resumo, o que se descobriu sobre a formação do asteroide?