Quando uma rocha espacial sobrevive a  passagem turbulenta pela atmosfera da Terra e atinge asuperfÍcie, ela gera ondas de choque que podem comprimir e transformar minerais na crosta do planeta. Como essasmudanças dependem da pressão produzida no impacto, os especialistas podem usar caracteri­sticas dos minerais da Terra para aprender sobre a história de vida do meteorito, desde o momento da colisão atéas condições de origem dos corpos celestes.

“Se vocêcomparar um mineral manãdio com um que esteve envolvido em um impacto meteora­tico, encontrara¡ algumas caracteri­sticas únicas no chocado”, diz Arianna Gleason, cientista do Laborata³rio Nacional de Aceleradores SLAC do Departamento de Energia. "Por fora, eles mantem um pouco de sua forma cristalina original, mas por dentro ficam desordenados e cheios de belas formações lineares interligadas chamadas lamelas."

Plagiocla¡sio, o mineral mais abundante na crosta terrestre, éum dos minerais mais comumente usados ​​para pintar uma imagem mais completa de impactos meteora­ticos. No entanto, a pressão na qual esse mineral perde sua forma cristalina e se torna desordenada ose como esse processo, chamado de amorfização, ocorre oséassunto de debate conta­nuo.

Em um novo experimento, os pesquisadores do SLAC imitaram impactos meteora­ticos no laboratório para explorar como o plagiocla¡sio se transforma durante a compressão de choque. Eles descobriram que a amorfização comea§a em pressaµes muito mais baixas do que se supunha anteriormente. Eles também descobriram que, após a liberação, o material recristaliza parcialmente de volta a  forma original, demonstrando um efeito de memória que poderia ser aproveitado para aplicações em ciência de materiais. Seus resultados, publicados hoje na Meteoritics and Planetary Science , podem levar a modelos mais precisos para aprender sobre os impactos meteora­ticos, incluindo a velocidade com que os meteoros estavam viajando e a pressão que produziam na colisão.

“O desenvolvimento de novas ferramentas e técnicas nos permite recriar esses impactos no laboratório para obter novas informações e ver o que estãoacontecendo com ainda mais detalhes”, diz o cientista do SLAC Roberto Alonso-Mori, que coliderou a pesquisa. "Isso realmente traz astronomia e ciência planeta¡ria ao nosso alcance."

Usando o instrumento Matter in Extreme Conditions (MEC) no laser de raios-X Linac Coherent Light Source (LCLS) do SLAC, os pesquisadores atingiram uma amostra de plagiocla¡sio com um laser a³ptico de alta potaªncia para enviar uma onda de choque atravanãs dele. Amedida que a onda de choque percorreu a amostra, os pesquisadores atingiram a amostra com pulsos de laser de raios-X ultrarra¡pidos do LCLS em diferentes pontos no tempo. Alguns desses raios X então se espalharam em um detector e formaram padraµes de difração .

"Assim como cada pessoa tem seu pra³prio conjunto de impressaµes digitais, a estrutura atômica de cada mineral éúnica", diz Gleason. “Os padraµes de difração revelam essa impressão digital, permitindo-nos seguir como os a¡tomos da amostra se reorganizaram em resposta a  pressão criada pela onda de choque”.

Os pesquisadores também puderam ajustar o laser a³ptico para diferentes energias para ver como o padrãode difração mudava em diferentes pressaµes.

"Nosso experimento nos permitiu observar a amorfização como ela realmente aconteceu", diz Alonso-Mori. "Descobrimos que, na verdade, ele comea§a com uma pressão mais baixa do que pensa¡vamos. Tambanãm descobrimos que as 'impressaµes digitais' iniciais e finais eram muito semelhantes, dando-nos evidaªncias de um efeito de memória no material. Isso muda a forma como pensamos sobre o choque diferente. etapas desses processos e nos ajudara¡ a refinar os modelos que usamos para entender esses impactos."

Em experimentos de acompanhamento, os pesquisadores planejam capturar e analisar informações sobre detritos levantados durante o impacto. Isso lhes permitiria obter uma imagem mais completa do impacto e fazer comparações lado a lado com o que os especialistas podem encontrar no campo para melhorar ainda mais os modelos de colisaµes meteora­ticas. Eles também planejam explorar outros minerais e usar lasers mais potentes e maiores volumes de material, o que pode fornecer informações sobre processos de maior escala, como a formação de planetas.

Gleason acrescenta que estãoanimada com a luz que esta pesquisa pode lana§ar sobre minerais encontrados não apenas na Terra, mas também em outros planetas e corpos extraterrestres. Mais informações sobre como esses minerais são afetados por impactos extremos podem revelar novas informações sobre fena´menos astrofisicos.

"Lembro-me de estudar mineralogia e petrologia na graduação e observar esses minerais atravanãs de um microsca³pio. Amedida que mudamos a iluminação, iluminamos todos esses belos detalhes", diz ela. "E agora somos capazes de entender, em umnívelata´mico, como algumas dessas estruturas intrincadas e lindas se formam e, de fato, se correlacionam com esse processo extremo e devastador. a‰ fascinante que algo tão destrutivo possa gerar algo tão delicado e bonito."