Nosso Sistema Solar está atualmente atravessando a Nuvem Interestelar Local, uma região de gás e poeira altamente diluídos entre as estrelas. E, ao longo dessa viagem cósmica, a Terra tem acumulado continuamente um visitante inesperado: ferro-60, um raro isótopo radioativo de ferro produzido exclusivamente em explosões estelares. A confirmação veio de uma análise de gelo antártico com dezenas de milhares de anos, conduzida por uma equipe internacional liderada pelo Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR). Os resultados foram publicados na Physical Review Letters.
O ferro-60 se forma no interior de estrelas massivas e é ejetado para o espaço quando elas explodem como supernovas. Registros geológicos já haviam mostrado que o Sistema Solar foi atingido por esse isótopo em duas ocasiões, há milhões de anos, por explosões próximas. Mas em tempos recentes — e sem nenhuma supernova nas vizinhanças — cientistas encontraram ferro-60 na neve superficial da Antártida com menos de vinte anos. A origem era um mistério.
Nuvem Interestelar misteriosa
A hipótese levantada foi que a própria Nuvem Interestelar Local, que estamos atravessando, poderia conter ferro-60 residual de explosões estelares ocorridas há muito tempo. Como uma espécie de “depósito cósmico”, a nuvem liberaria gradualmente o isótopo, que então precipitaria na Terra. Para testar essa ideia, a equipe analisou amostras de gelo da Antártida com idades entre 40 mil e 80 mil anos — período que abrange a entrada do Sistema Solar na nuvem.
O gelo foi fornecido pelo Instituto Alfred Wegener (AWI), a partir do projeto europeu de perfuração EPICA. Cerca de 300 quilos de gelo foram transportados para Dresden, onde passaram por um processo químico demorado que resultou em apenas algumas centenas de miligramas de pó. A equipe isolou o ferro-60 com cuidado extremo para evitar perdas.
A medição final foi realizada no Acelerador de Íons Pesados (HIAF) da Universidade Nacional da Austrália, a única instalação no mundo capaz de detectar quantidades tão ínfimas do isótopo. Usando filtros elétricos e magnéticos, os pesquisadores separaram átomos indesejados até restar apenas um punhado de átomos de ferro-60 de um total inicial de 10 trilhões. “É como procurar uma agulha em 50 mil estádios de futebol lotados de feno. A máquina encontra a agulha em uma hora”, comparou Annabel Rolofs, da Universidade de Bonn.
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O que os dados revelam
A comparação do teor de ferro-60 em amostras de diferentes idades mostrou que, entre 40 mil e 80 mil anos atrás, chegava menos isótopo à Terra do que nos tempos atuais e recentes. Isso sugere que o Sistema Solar estava então em uma região com menor concentração de ferro-60, ou que a própria nuvem apresenta variações de densidade. A mudança do sinal em apenas algumas dezenas de milhares de anos — uma velocidade notável em escalas cósmicas — permitiu descartar explicações alternativas, como o enfraquecimento gradual de explosões estelares ocorridas há milhões de anos.
“A Nuvem Interestelar Local armazena ferro-60 proveniente de explosões estelares. Pela primeira vez, isso nos dá a oportunidade de investigar a origem dessas nuvens”, afirma o Dr. Dominik Koll, do HZDR.
Nosso Sistema Solar entrou nessa nuvem há várias dezenas de milhares de anos e deve sair dela em alguns milhares de anos. Atualmente, estamos localizados perto de sua borda. A equipe já planeja novas medições, incluindo a análise de um núcleo de gelo ainda mais antigo, anterior à entrada na nuvem, por meio do projeto Beyond EPICA – Oldest Ice, que busca recuperar gelo com mais de 1,5 milhão de anos.
“Através de muitos anos de colaboração, desenvolvemos um método extremamente sensível que agora nos permite detectar a assinatura clara de explosões cósmicas ocorridas há milhões de anos em arquivos geológicos atuais”, resume o professor Anton Wallner, também do HZDR.
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