Poeira cósmica — Lorin Matthews

Vejam a lição completa: https://ed.ted.com/lessons/the-dust-bunnies-that-built-our-planet-lorin-swint-matthews

Pensem no local onde se encontram. Recuem no tempo. Esse mesmo local podia estar submerso num mar pouco profundo, podia estar enterrado
sob quilómetros de rochas ou podia estar a flutuar num inferno em fusão. Mas recuem o mais possível, uns 4600 milhões de anos e estariam no meio duma enorme nuvem de poeira e de gás a orbitar uma estrela recém-nascida. O que é ao certo essa poeira cósmica? Lorin Matthews investiga.

Lição de Lorin Swint Matthews, realização de Frederic Siegel (Team Tumult).

Pensem no local onde se encontram.

Recuem no tempo.

Esse mesmo local podia estar
submerso num mar pouco profundo,

podia estar enterrado
sob quilómetros de rochas

ou podia estar a flutuar
num inferno em fusão.

Mas recuem o mais possível,
uns 4600 milhões de anos

e estariam no meio duma enorme
nuvem de poeira e de gás

a orbitar uma estrela recém-nascida.

É este o cenário para alguns

dos maiores e dos mais pequenos
mistérios da Física:

os mistérios
dos "novelos de poeira" cósmicos.

As regiões do espaço entre as estrelas,
aparentemente vazias,

contêm nuvens de gás e poeiras,

habitualmente expelidas pelas supernovas.

Quando uma nuvem densa atinge um limiar
chamado "massa de Jeans",

entra em colapso.

A nuvem, que vai diminuindo,
gira cada vez mais depressa, aquece

e acaba por ficar tão quente
que queima o hidrogénio do seu núcleo.

Nesta altura, nasce uma estrela.

Quando a fusão começa na nova estrela,

emite jatos de gás que saem
pelo topo e por baixo da nuvem,

deixando atrás de si um anel de gás
e de poeira em órbita,

chamado disco protoplanetário.

Este é um local extremamente ventoso;

turbilhões de gás dispersam as partículas
e enviam-nas de encontro umas às outras.

A poeira é formada por minúsculos
fragmentos de metal,

por pedacinhos de rocha
e, no exterior, por gelos.

Observámos milhares destes discos no céu

em diferentes fases de desenvolvimento

enquanto a poeira se reagrupa
em massas cada vez maiores.

Grãos de poeira 100 vezes mais finos
do que um cabelo humano

aglutinam-se graças ao que chamamos
a força van de Waals.

É quando uma nuvem de eletrões
se move para um dos lados duma molécula,

criando uma carga negativa numa ponta
e uma carga positiva na outra.

Os opostos atraem-se,

mas a força de van der Waals
só consegue manter juntas coisas pequenas.

E há um problema: depois de os aglomerados
de poeira atingirem uma certa dimensão,

a atmosfera ventosa de um disco
destrui-los-á constantemente

quando eles colidem uns com os outros.

A forma como eles continuam a crescer

é o primeiro mistério
dos novelos de poeira.

Uma teoria procura resposta
na carga eletrostática.

Os raios gama energéticos, os raios x
e os fotões ultravioletas

repelem os eletrões
dos átomos do gás dentro do disco,

criando iões positivos
e eletrões negativos.

Os eletrões entram na poeira
e aderem a ela,

fazendo com que ela fique
carregada negativamente.

Quando o vento empurra
os aglomerados uns contra os outros,

os iguais repelem-se
e abrandam até colidirem.

Nestas colisões suaves
já não se fragmentam

mas, se a rejeição for demasiado forte,
nunca aumentarão.

Outra teoria sugere que
as partículas de alta energia

podem repelir mais eletrões
de alguns aglomerados de poeira,

deixando-os carregados positivamente.

Os opostos atraem-se
e os aglomerados aumentam rapidamente.

Mas cedo encontramos
outro conjunto de mistérios.

Graças a indícios
encontrados em meteoritos

sabemos que estes
felpudos novelos de poeira

acabam por aquecer, fundem-se

e depois arrefecem em grânulos sólidos
chamados côndrulos.

Não fazemos ideia de como
ou porquê isto acontece.

Além disso, depois
de estes grânulos se formarem,

como é que se colam uns aos outros?

As forças eletrostáticas já citadas
são demasiado fracas

e as pequenas rochas também
não podem unir-se pela gravidade.

A gravidade aumenta proporcionalmente
à massa dos objetos envolvidos.

É por isso que podemos
escapar facilmente

de um asteroide do tamanho
duma pequena montanha

usando apenas a força
gerada pelas nossas pernas.

Então, se não é a gravidade, o que é?

Talvez seja a poeira.

Uma capa de poeira felpuda reunida
em volta dos grânulos

pode atuar como o Velcro.

Há indícios para isto nos meteoros,

onde encontramos muitos côndrulos

rodeados por um delgado aro
de material muito fino

— possivelmente poeira condensada.

Por fim, os grânulos dos côndrulos
unem-se no interior de rochas maiores

com cerca de um quilómetro de diâmetro

e são suficientemente grandes
para se manterem unidos pela gravidade.

Continuam a colidir e a crescer
em corpos cada vez maiores,

até aos planetas que conhecemos hoje.

Por fim, as sementes
de tudo o que conhecemos

— a dimensão do nosso planeta,
a sua posição dentro do sistema solar,

e a composição quanto aos seus elementos —

foram determinados por uma série
incalculável de colisões aleatórias.

Se mudássemos um pouco a nuvem de poeira,

talvez as condições
não tivessem sido as adequadas

para a formação da vida no nosso planeta.