A maioria dos meteoritos que aterrissaram na Terra são fragmentos de planetesimais, os primeiros corpos protoplanetarios do sistema solar. Os cientistas pensaram que esses corpos primordiais ou derreteram completamente no ini­cio de sua história ou permaneceram como pilhas de escombros não derretidos.

Mas uma familia de meteoritos confundiu os pesquisadores desde sua descoberta na década de 1960. Os diversos fragmentos, encontrados em todo o mundo, parecem ter se separado do mesmo corpo primordial, e ainda assim a composição desses meteoritos indica que seus pais devem ter sido uma quimera intrigante, derretida e não derretida.

Agora, pesquisadores do MIT e de outros lugares determinaram que o corpo parental desses meteoritos raros era de fato um objeto diferenciado e de várias camadas que provavelmente tinha um núcleo meta¡lico la­quido. Esse núcleo era substancial o suficiente para gerar um campo magnético que pode ter sido tão forte quanto o campo magnético da Terra atualmente.

Seus resultados, publicados hoje na revista Science Advances, sugerem que a diversidade dos primeiros objetos no sistema solar pode ter sido mais complexa do que os cientistas supunham.

“Este éum exemplo de um planetesimal que deve ter camadas derretidas e não derretidas. Ele incentiva a busca por mais evidaªncias de estruturas planeta¡rias compostas ”, diz a principal autora Clara Maurel, estudante de graduação do Departamento de Ciências da Terra, Atmosfanãricas e Planeta¡rias (EAPS) do MIT. "Compreender todo o espectro de estruturas, de não derretido a totalmente derretido, éfundamental para decifrar como os planetesimais se formaram no ini­cio do sistema solar".

Os coautores de Maurel incluem o professor da EAPS, Benjamin Weiss, juntamente com colaboradores da Universidade de Oxford, Cambridge University, Universidade de Chicago, Lawrence Berkeley National Laboratory e Southwest Research Institute.

O sistema solar se formou cerca de 4,5 bilhaµes de anos atrás, como um turbilha£o de gás e poeira super-quentes. Amedida que esse disco esfriava gradualmente, pedaço s de matéria colidiam e se fundiam para formar corpos progressivamente maiores, como planetesimais.

A maioria dos meteoritos que caa­ram na Terra tem composições que sugerem que eles vieram de planetesimais primitivos que eram de dois tipos: derretido e não derretido. Os dois tipos de objetos, acreditam os cientistas, teriam se formado relativamente rapidamente, em menos de alguns milhões de anos, no ini­cio da evolução do sistema solar.

Se um planetesimal se formou nos primeiros 1,5 milha£o de anos do sistema solar, elementos radiogaªnicos de vida curta poderiam ter derretido o corpo inteiramente devido ao calor liberado por sua decomposição. Planetesimais não derretidos poderiam ter se formado mais tarde, quando seu material apresentava quantidades menores de elementos radiogaªnicos, insuficientes para derreter.

Ha¡ poucas evidaªncias no registro de meteoritos de objetos intermediários com composições derretidas e não derretidas, exceto por uma familia rara de meteoritos chamados ferros IIE.

"Esses ferros do IIE são meteoritos estranhos", diz Weiss. “Eles mostram tanto evidaªncias de objetos primordiais que nunca derreteram, como também evidaªncias de um corpo que étotal ou pelo menos substancialmente derretido. Na³s não sabemos onde coloca¡-los, e foi isso que nos fez focar neles. ”

Os cientistas descobriram anteriormente que os meteoritos IIE derretidos e não derretidos se originavam do mesmo planetesimal antigo, que provavelmente tinha uma crosta sãolida sobre um manto la­quido, como a Terra. Maurel e seus colegas se perguntaram se o planetesimal também poderia ter um núcleo meta¡lico derretido.

"Esse objeto derreteu o suficiente para que o material afundou no centro e formou um núcleo meta¡lico como o da Terra?" Maurel diz. "Essa foi a pea§a que faltava na história desses meteoritos."

A equipe argumentou que, se o planetesimal hospedasse um núcleo meta¡lico, ele poderia muito bem ter gerado um campo magnanãtico, semelhante ao modo como o núcleo la­quido da Terra produz um campo magnanãtico. Um campo tão antigo poderia ter feito com que os minerais no planetesimal apontassem na direção do campo, como uma agulha em uma baºssola. Certos minerais poderiam ter mantido esse alinhamento por bilhaµes de anos.

Maurel e seus colegas se perguntaram se poderiam encontrar esses minerais em amostras de meteoritos do IIE que haviam caa­do na Terra. Eles obtiveram dois meteoritos, que analisaram para um tipo de mineral de ferro-na­quel conhecido por suas excepcionais propriedades de gravação de magnetismo.

A equipe analisou as amostras usando o Laborata³rio Nacional Lawrence Berkeley

Fonte de Luz Avana§ada, que produz raios-X que interagem com gra£os minerais em escala nanomanãtrica, de maneira a revelar a direção magnanãtica dos minerais.

Com certeza, os elanãtrons dentro de vários gra£os foram alinhados em uma direção semelhante - evidência de que o corpo dos pais gerou um campo magnanãtico, possivelmente atévárias dezenas de microtesla, que éa força do campo magnético da Terra. Apa³s descartar fontes menos plausa­veis, a equipe concluiu que o campo magnético era provavelmente produzido por um núcleo meta¡lico la­quido. Para gerar esse campo, eles estimam que o núcleo deve ter pelo menos várias dezenas de quila´metros de largura.

Tais planetesimais complexos com composição mista (ambos derretidos na forma de núcleo e manto la­quido e não derretidos na forma de uma crosta sãolida), diz Maurel, provavelmente levariam vários milhões de anos para se formar - um período de formação que émais do que o que os cientistas haviam assumido atérecentemente.

Mas de onde vieram os meteoritos no corpo dos pais? Se o campo magnético fosse gerado pelo núcleo do corpo parental, isso significaria que os fragmentos que finalmente caa­ram na Terra não poderiam ter vindo do pra³prio núcleo. Isso ocorre porque um núcleo la­quido gera apenas um campo magnético enquanto ainda estãoagitado e quente. Quaisquer minerais que registrariam o campo antigo devem taª-lo fora do núcleo, antes que o pra³prio núcleo esfrie completamente.

Trabalhando com colaboradores da Universidade de Chicago, a equipe realizou simulações de alta velocidade de vários cenários de formação para esses meteoritos. Eles mostraram que era possí­vel um corpo com um núcleo la­quido colidir com outro objeto e que esse impacto desalojasse o material do núcleo. Esse material migraria para bolsaµes pra³ximos a superfÍcie onde os meteoritos se originaram.

“Amedida que o corpo esfria, os meteoritos nesses bolsos imprimem esse campo magnético em seus minerais. Em algum momento, o campo magnético decaira¡, mas a impressão permanecera¡ ”, diz Maurel. "Mais tarde, este corpo passara¡ por muitas outras colisaµes atéas colisaµes finais que colocara£o esses meteoritos na trajeta³ria da Terra."  

Um plano planetario tão complexo foi um ponto fora do ini­cio do sistema solar ou um de muitos desses objetos diferenciados? A resposta, diz Weiss, pode estar no cintura£o de astera³ides, uma regia£o povoada por restos primordiais.

"A maioria dos corpos no cintura£o de astera³ides parece não derretida em suasuperfÍcie", diz Weiss. “Se conseguirmos ver o interior de astera³ides, poderemos testar essa ideia. Talvez alguns astera³ides sejam derretidos por dentro, e corpos como este planetesimal sejam realmente comuns.