quinta-feira, 1 de abril de 2021

O primitivo cometa Borisov

Novas observações obtidas com o Very Large Telescope (VLT) do ESO indicam que o cometa 2I/Borisov, o segundo e mais recente visitante interestelar detectado no nosso Sistema Solar, é um dos mais primitivos já observados.

© ESO/VLT (cometa Borisov)

Os astrônomos suspeitam que o cometa provavelmente nunca passou perto de uma estrela, tornando-o uma relíquia intacta da nuvem de gás e poeira da qual se formou. O cometa 2I/Borisov foi descoberto pelo astrônomo amador Gennady Borisov em agosto de 2019, tendo-se confirmado que este objeto vinha de fora do Sistema Solar algumas semanas mais tarde.

O cometa 2I/Borisov foi estudado em detalhes, através de uma técnica chamada polarimetria, que permite medir a polarização da luz. A luz se torna polarizada quando passa através de certos filtros, como por exemplo as lentes de óculos de sol polarizados ou materiais cometários. Ao estudar as propriedades da luz solar polarizada pela poeira de um cometa, os cientistas podem aprender mais sobre a física e química destes objetos.

Uma vez que esta técnica é regularmente usada para estudar cometas e outros pequenos corpos do nosso Sistema Solar, isso permitiu que a equipe comparasse o visitante interestelar com nossos cometas locais. 

A equipe descobriu que o cometa 2I/Borisov tem propriedades polarimétricas distintas das dos cometas do Sistema Solar, com exceção do Hale-Bopp. O cometa Hale-Bopp despertou grande interesse no público no final dos anos 1990, por ser facilmente visível a olho nu e também por ser um dos cometas mais puros que os astrônomos já viram. Antes da sua mais recente passagem pelo Sol observada por nós, acredita-se que o Hale-Bopp tenha passado perto do nosso Sol apenas uma vez e, portanto, quase não foi afetado pelo vento solar e pela radiação, tratando-se por isso de um cometa bastante puro, com uma composição muito semelhante à nuvem de gás e poeira que lhe deu origem (assim como ao resto do Sistema Solar) há cerca de 4,5 bilhões de anos. 

Ao analisar a polarização juntamente com a cor do cometa para aprender mais sobre a sua composição, a equipe concluiu que o 2I/Borisov é, na realidade, ainda mais puro que o Hale-Bopp, o que significa que traz consigo assinaturas imaculadas da nuvem de gás e poeira a partir da qual se formou. 

O fato dos dois cometas serem notavelmente semelhantes sugere que o meio que deu origem ao 2I/Borisov não é assim tão diferente, em termos de composição, do meio do Sistema Solar primordial.

A chegada do 2I/Borisov do espaço interestelar nos deu a primeira oportunidade para estudar a composição de um cometa de outro sistema planetário e verificar que o material desde cometa é de algum modo diferente da nossa variedade local. 

A ESA está planejando o lançamento do Comet Interceptor em 2029, o qual terá a capacidade de chegar a outro visitante interestelar. Mesmo sem uma missão espacial, os astrônomos podem usar os muitos telescópios colocados no solo terrestre para aprenderem mais sobre as diferentes propriedades dos cometas exteriores ao Sistema Solar como o 2I/Borisov.  

Os astrônomos notaram que a coma (um envelope de poeira que rodeia o corpo principal do cometa) do 2I/Borisov contém pedrinhas compactas, grãos com cerca de um milímetro ou mais de tamanho. Além disso, descobriu-se que as quantidades relativas de monóxido de carbono e água no cometa mudaram drasticamente à medida que este se aproximou do Sol.

Este fato indica que o cometa é constituído por materiais que se formaram em diferentes locais do seu sistema planetário. As observações sugerem que a matéria existente no sistema planetário de origem do 2I/Borisov se encontrava misturada, quando da formação do cometa, desde as zonas próximas da sua estrela até às mais afastadas. Uma explicação seria a existência de planetas gigantes cuja forte gravidade agita o material no sistema. 

Os astrônomos acreditam que um processo similar tenha ocorrido nas fases iniciais do nosso próprio Sistema Solar. Apesar do 2I/Borisov ter sido o primeiro cometa vindo de fora do Sistema Solar a passar pelo Sol, não foi o primeiro visitante interestelar. O primeiro objeto interestelar que vimos passar pelo Sistema Solar foi o ‘Oumuamua, outro objeto estudado com o auxílio do VLT em 2017. Originalmente classificado como cometa, o ‘Oumuamua foi mais tarde reclassificado como asteroide já que não possuía uma coma cometária. 

Esta pesquisa será publicada nas revistas Nature Communications e Nature Astronomy.

Fonte: ESO

sábado, 6 de março de 2021

Cometa próximo dos asteroides de Júpiter

Depois de viajar vários bilhões de quilômetros em direção ao Sol, um jovem e instável objeto parecido com um cometa, orbitando entre os gigantes gasosos, encontrou ao longo do caminho um lugar de estacionamento temporário.

© Hubble (ATLAS)

O objeto estabeleceu-se perto de uma família de antigos asteroides capturados, chamados Troianos, que orbitam o Sol ao lado de Júpiter. Esta é a primeira vez que um objeto semelhante a um cometa foi avistado perto da população Troiana. O visitante inesperado pertence a uma classe de corpos gelados encontrados no espaço entre Júpiter e Netuno, chamados Centauros, tornam-se ativos pela primeira vez quando aquecidos à medida que se aproximam do Sol e fazem a transição dinâmica para um objeto mais parecido a um cometa.

Instantâneos no visível pelo telescópio espacial Hubble revelam que o objeto mostra sinais de atividade cometária, como uma cauda, gases emitidos na forma de jatos e uma coma envolvente de poeira e gás. Observações anteriores feitas pelo telescópio espacial Spitzer da NASA proporcionaram pistas sobre a composição do objeto e os gases que conduzem a sua atividade. 

O objeto tem uma cauda larga com aproximadamente 640.000 km e características de alta resolução perto do núcleo devido a uma coma e jatos. Os astrônomos estão verificando como foi capturado por Júpiter e acabou por ficar entre os Troianos. Mas pode estar relacionado com o fato de que teve um encontro relativamente próximo com Júpiter.

As simulações de computador mostram que o objeto gelado, chamado P/2019 LD2 (ATLAS), provavelmente passou perto de Júpiter há cerca de dois anos. O planeta então lançou gravitacionalmente o visitante para a localização co-orbital do grupo de asteroides Troianos, situados orbitalmente "à frente" de Júpiter a mais ou menos 700 milhões de quilômetros.

O objeto errante foi descoberto no início de junho de 2019 pelos telescópios ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) da Universidade do Havaí, localizados nos vulcões extintos, um em Mauna Kea e o outro em Haleakala. 

O astrônomo amador japonês Seiichi Yoshida avisou a equipe do Hubble sobre a possível atividade cometária. Os astrônomos então analisaram dados de arquivo do ZTF (Zwicky Transient Facility), um levantamento de campo amplo situado no Observatório Palomar, na Califórnia, e perceberam que o objeto estava claramente ativo nas imagens de abril de 2019.

Os cientistas então realizaram observações de acompanhamento no Observatório de Apache Point, no estado norte-americano do Novo México, que também sugeriram a atividade. A equipe observou o cometa usando o Spitzer poucos dias antes deste se retirar em janeiro de 2020, e identificaram gás e poeira em torno do núcleo do cometa. Auxiliados pela visão nítida do Hubble, foram identificadas a cauda, a estrutura da coma e o tamanho das partículas de poeira e a sua velocidade de ejeção. 

O convidado inesperado provavelmente não ficará entre os asteroides por muito tempo. As simulações de computador mostram que terá outro encontro próximo com Júpiter daqui a cerca de dois anos. O planeta gigante vai expulsar o cometa do grupo, e continuará a sua viagem até ao Sistema Solar interior. 

O intruso gelado é provavelmente um dos membros mais recentes da "brigada" de cometas a ser expulso da do Cinturão de Kuiper para a região do planeta gigante por meio de interações com outro objeto. Localizado além da órbita de Netuno, o Cinturão de Kuiper é um refúgio de remanescentes gelados da construção dos nossos planetas há 4,6 bilhões de anos, contendo milhões de objetos, e ocasionalmente estes objetos têm colisões que alteram drasticamente as suas órbitas no Cinturão de Kuiper para dentro da região do planeta gigante. 

Os cometas de período curto, do Sistema Solar interior, fragmentam-se cerca de uma vez por século. De modo que para manter o número de cometas locais que vemos hoje, é possível que esta brigada tem que fornecer um novo cometa de curto período a cada 100 anos.

A observação da liberação de gases num cometa a 750 milhões de quilômetros do Sol (onde a intensidade da luz do Sol é 1/25 da intensidade que a Terra recebe) é intrigante.  A água permanece gelada num cometa até este atingir aproximadamente 320 milhões de quilômetros do Sol, onde o calor da luz solar converte o gelo em gás que escapa do núcleo na forma de jatos. Portanto, a atividade sinaliza que a cauda pode não ser feita de água. 

Realmente, as observações do Spitzer indicaram a presença de monóxido de carbono e dióxido de carbono, que podem estar conduzindo a criação da cauda e dos jatos vistos no cometa na órbita de Júpiter. Estes voláteis não precisam de muita luz solar para aquecer a sua forma gelada e converterem-se em gás. 

Assim que o cometa for expulso da órbita de Júpiter e prosseguir viagem, poderá encontrar-se de novo com o planeta gigante. Os cometas de curto período como o ATLAS encontram o seu destino ao serem lançados em direção ao Sol e desintegrando-se totalmente, atingindo um planeta ou aventurando-se demasiado perto de Júpiter mais uma vez e sendo expulsos do Sistema Solar, que é o destino mais comum. As simulações mostram que daqui a cerca de 500.000 anos, há 90% de probabilidade de que este objeto seja expelido do Sistema Solar e se torne um cometa interestelar.

Um artigo foi publicado no periódico The Astronomical Journal.

Fonte: Space Telescope Science Institute