15 de mai de 2015

Água congelada pode ser o material sólido mais abundante no universo

Água congelada pode ser o material sólido mais abundante no universo

Muita da água congelada do espaço foi criada como um subproduto da formação de estrelas, mas não toda ela. John Bradley, do Lawrence Livermore National Laboratory e sua equipe, podem ter descoberto uma nova fonte de água em nosso sistema solar. Seus experimentos de laboratório revelam que o vento solar pode estar criando água na poeira interplanetária.

O sol ejeta partículas carregadas de alta velocidade em todas as direções. Corpos do interior do Sistema Solar são bombardeados por este vento de partículas, que varia continuamente em intensidade. Pequenos corpos, tais como partículas de poeira ou pequenos asteróides, podem ser corroídos por estes ventos fortes. Corpos maiores que não têm uma atmosfera, como a Lua, são bombardeados pelo vento solar e por minúsculos meteoritos. Esta forma de bombardeio provoca um fenômeno chamado climatização espacial. (Atmosferas protegem planetas de pequenos meteoritos, enquanto um campo magnético pode desviar ventos solares.)


A poeira lunar trazida de volta pelas missões Apollo mostraram pela primeira vez o resultado do clima espacial, embora não imediatamente. Um exame cuidadoso do pó retornado da superfície lunar teve que esperar até a década de 1990, quando se tornaram instrumentos científicos bons o suficiente. Quando finalmente observados ao microscópio suficientemente poderosos, as partículas de poeira revelaram o que foram chamadas de "bordas".


Estas partículas de poeira são normalmente feitas de silicatos de compostos de silício, oxigênio, hidrogênio, e alguns elementos metálicos. As bordas são o resultado da modificação química da superfície da partícula, causadas por impactos de alta energia e o bombardeamento contínuo do vento solar.


A alteração leva a um desequilíbrio na estrutura química da partícula, por vezes, o afrouxamento das ligações, segurando átomos de oxigênio e hidrogênio na silicatos. Isso fez com que os cientistas especulassem que há uma chance de água poder ser formada em algum lugar nessas bordas.


A água precisa de dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio. Se silicatos fornecerem um átomo de cada um dos elementos, em seguida, é apenas necessário um mais átomos de hidrogênio. Convenientemente, os átomos de hidrogênio estão disponíveis em abundância no vento solar, onde eles são encontrados como prótons de alta energia (átomos de hidrogênio despojados de seus elétrons). Se as condições forem adequadas, este átomo de hidrogênio carregado pode reagir na borda de uma partícula de poeira para formar água.


Plausível como parece, as tentativas anteriores de encontrar água nessas bordas deram resultados mistos. O problema era que as reações foram acontecendo em tais escalas minúsculas, e os instrumentos não eram bons o suficiente para detectar de forma inequívoca a água.


É aí que o trabalho de Bradley aparece. A equipe tentou localizar a água usando um método altamente sensível de análise chamado de espectroscopia de perda de energia de valência de elétron. O método consiste em expor uma amostra de um feixe de elétrons que, ao bater no material, vai ser desviado em velocidades diferentes. A deflexão e as velocidades podem revelar a quantidade de energia perdida pelos elétrons no processo, o qual é baseado no tipo de átomo que ele bate. O instrumento pode identificar a composição de um material em escalas muito pequenas, apenas o suficiente para Bradley analisar bordas de silicato.


A melhor maneira de determinar se as formas de água em bordas de silicato é fazer estas experiências sobre os tipos de materiais de silicato que existem no espaço. Bradley fez isso usando três tipos destes minerais: olivina, clinopiroxênio e Anortita. Estes foram expostos a partículas de hidrogênio e hélio carregados, que eram um proxy para o vento solar.


Se a água fosse formada pelo vento solar, seria apenas encontrada nas amostras que foram expostas ao hidrogênio não nos expostos a hélio. E foi o que aconteceu. Conforme relatado na revista PNAS, testes sensíveis de Bradley encontraram repetidamente água, mas apenas nas amostras que foram bombardeados por hidrogênio.


Martin McCoustra na Universidade Heriot-Watt, em Edimburgo acha o trabalho convincente. Ele disse: "Eu não estou muito surpreso que a água poderia ser formada em silicatos. No entanto, agora que eles têm mostrado que ela pode, isso poderia ser uma importante fonte de água."


O trabalho de Bradley implica que as moléculas de água devem ter sido formadas em milhares de milhões de anos, em partículas de poeira interplanetária, na Lua, e possivelmente em asteróides. No entanto, McCoustra adverte que "[a] fonte de água, embora nova, não será capaz de representar uma grande proporção de água no sistema solar. A maior parte dessa água foi formada durante o processo de formação de estrelas que o nosso sol passou."


Alguns argumentaram que os cometas ricos em água "plantaram" água em nosso planeta, mas McCoustra acredita que uma única fonte é improvável. Este estudo fornece uma outra fonte potencial para o material que ajuda a tornar o nosso planeta habitável.


Fonte: Ars Technica

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