Astrofísicos do Instituto Chinês de Energia Atômica (CIAE), o braço de pesquisa da estatal Corporação Nuclear Nacional da China, desenvolveram uma maneira de recuperar isótopos raros de amostras lunares. Isótopos, ou versões de um elemento específico com números variados de nêutrons, são amplamente utilizados em pesquisas astronômicas. Usando a colocação de certos isótopos e proporções isotópicas, os cientistas podem ver como um objeto foi formado e como essa formação se encaixa na evolução do universo.
Mas o ferro-60, um isótopo gerado por supernovas, é notoriamente difícil de capturar. É produzido em pequenas quantidades – especialmente em comparação com isótopos de ferro mais estáveis – o que torna difícil localizá-lo em quantidades detectáveis. Amostras, incluindo aquelas de meteoritos ou sedimentos de águas profundas, também devem ser preparadas para detecção de forma a eliminar elementos interferentes.
A câmara alvo dentro do espectrógrafo magnético Q3D do CIAE.Crédito: CIAE
Em um novo papel para o diário Ciência e Técnicas Nucleares, a equipe do CIAE descreve uma estratégia que detecta vestígios de ferro-60 de maneira mais confiável. Sua abordagem depende de uma nova técnica de espectrometria de massa com acelerador (AMS) e um filtro de Wien, que seleciona partículas carregadas com base na velocidade. Juntos, esses componentes permitem a detecção de ferro-60 entre os isótopos de ferro mais comuns em níveis de precisão que eram “anteriormente inatingíveis”.
Embora valha a pena comemorar a técnica AMS do CIAE, os casos de uso potencial da técnica são muito interessantes. Quando estrelas massivas explodem, elas expelem material por todo o seu entorno celeste – incluindo a nossa Lua. Testes anteriores em amostras lunares mostraram que o ferro-60 está presente entre esses restos, embora em pequenas quantidades. Mas agora que os astrofísicos têm uma nova forma de captar o ferro-60, o isótopo pode começar a dizer-nos mais sobre as suas origens explosivas. E como as amostras lunares são cada vez mais fáceis de obter – incluindo, esperançosamente, as mais distantes da Terra – o método poderá permitir uma visão sem precedentes sobre a transformação do nosso universo.
“As descobertas desta pesquisa vão além do domínio acadêmico, oferecendo insights sobre os processos que moldam o nosso universo”, disse a equipe. “A capacidade de medir quantidades mínimas de 60Fe na Lua fornece uma ligação direta ao estudo de eventos passados de supernovas que ocorreram nas proximidades. Estas descobertas têm implicações para a astrofísica, oferecendo uma nova lente através da qual podemos ver a história e a evolução das estrelas.”
