Terra recebeu plutônio de explosão cósmica antiga

Átomos radioativos vindos do espaço ajudaram cientistas a reconstruir parte da história cósmica da Terra. A análise, publicada na Physical Review Letters, acompanhou plutônio-244 dos últimos 100 milhões de anos. Ela também comparou esse registro ao ferro-60, que aparece em gelo antártico, sedimentos, solo lunar e crostas do fundo do mar.

O resultado separa dois tipos de eventos violentos. Supernovas próximas parecem ter espalhado ferro radioativo sobre o planeta. Já kilonovas, fusões entre estrelas de nêutrons, devem ter fornecido o plutônio pesado que caiu lentamente sobre a Terra.

A Terra guarda poeira de estrelas mortas

O ferro-60 funciona como uma assinatura de supernovas porque não surge naturalmente na Terra. Ele também tem meia-vida de 2,6 milhões de anos, curta demais para sobrar desde a formação do planeta.

Esse ferro aparece em vários arquivos naturais. Entram nessa lista núcleos de gelo da Antártida, sedimentos, regolito lunar e crostas ferromanganesíferas, depósitos minerais que crescem lentamente no fundo do mar.

Em 2016, Anton Wallner e sua equipe mostraram dois aumentos importantes de ferro-60. Eles ocorreram há cerca de 2,5 milhões e 7 milhões de anos. A interpretação aponta ao menos duas supernovas a poucas centenas de anos-luz.

O plutônio contou outra história

O plutônio-244 complica o quadro porque pertence a uma categoria diferente. Ele tem meia-vida de 81 milhões de anos e exige o processo r, uma captura rápida de nêutrons.

Esse processo precisa de muitos nêutrons reunidos em pouco tempo. Kilonovas oferecem esse ambiente denso e energético. Observações recentes desse tipo de explosão confirmam a produção de elementos pesados.

Para testar essa pista, Dominik Koll, Michael Hotchkis, Anton Wallner e colegas reanalisaram uma peça de 1,9 quilograma de crosta ferromanganesífera. O material veio do fundo do Pacífico em 1976.

A equipe encontrou 77 núcleos de plutônio-244 de origem interestelar. O total chegou a 286 núcleos, mas parte veio de contaminação por testes nucleares do século 20.

Ferro e plutônio apontam para origens diferentes

O ferro-60 chegou em duas quedas concentradas. Já o plutônio-244 apareceu como uma deposição contínua ao longo de milhões de anos.

Isso reforça a ideia de duas origens. Supernovas comuns geram ferro-60, mas não produzem plutônio-244. O plutônio precisa de eventos mais energéticos, que passam pelo processo r.

Ao Sky and Telescope, Brian Fields, da Universidade de Illinois Urbana-Champaign, nos EUA, chamou o resultado de “a melhor determinação da história da deposição de plutônio-244 interestelar na Terra”. Ele não participou do trabalho.

O cúrio limita a data do evento

A equipe não encontrou cúrio-247, outro elemento do processo r. Como sua meia-vida chega a 15,6 milhões de anos, a ausência sugere uma fonte com pelo menos 100 milhões de anos.

O evento também não pode ter ocorrido há mais de 1 bilhão de anos. Nesse caso, o próprio plutônio-244 já teria desaparecido.

A equipe quer ampliar a janela temporal. Koll afirmou que há planos para chegar a 25 milhões de anos com crostas marinhas e a centenas de milhões de anos com amostras lunares.