quarta-feira, 19 de maio de 2021

Vapores de metais pesados em cometas

Um novo estudo feito por uma equipe belga com dados do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO) mostrou que existe ferro e níquel nas atmosferas dos cometas do Sistema Solar, mesmo aqueles distantes do Sol.

© ESO (detecção de Fe e Ni no cometa C/2016 R2 PanSTARRS)

Um estudo independente de uma equipe polonesa, que também usou dados do ESO, anunciou que existe também vapor de níquel no cometa interestelar gelado 2I/Borisov. Esta é a primeira vez que metais pesados, geralmente associados com ambientes quentes, são encontrados nas atmosferas frias de cometas distantes.

Os astrônomos já sabiam da existência de metais pesados no interior rochoso e poeirento dos cometas. Mas, uma vez que os metais sólidos não sublimam em baixas temperaturas, ou seja, não se tornam gasosos, não se esperava encontrá-los nas atmosferas de cometas frios que viajam muito além do Sol. Vapores de níquel e ferro foram agora detectados em cometas observados a mais de 480 milhões de quilômetros do Sol, o que corresponde a mais de três vezes a distância Terra-Sol.

A equipe belga descobriu ferro e níquel nas atmosferas dos cometas em quantidades aproximadamente iguais. O material do nosso Sistema Solar, por exemplo aquele encontrado no Sol e em meteoritos, contém, normalmente, cerca de dez vezes mais ferro do que níquel.

Este novo resultado tem por isso implicações na nossa compreensão do Sistema Solar primordial, apesar da equipe ainda estar estudando o que é que isto significa. Os cometas se formaram há cerca de 4,6 bilhões de anos num Sistema Solar muito jovem, não tendo sofrido alterações desde essa época. 

Apesar de estudar estes “fósseis” do Sistema Solar com o VLT do ESO há quase 20 anos, a equipe belga não tinha ainda detectado a presença de níquel e ferro nas suas atmosferas. A equipe utilizou dados do instrumento UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) montado no VLT, capturados com uma técnica chamada espectroscopia, para analisar as atmosferas de cometas a diferentes distâncias do Sol. Esta técnica permite revelar a composição química de objetos cósmicos: cada elemento químico apresenta uma assinatura única no espectro da luz do objeto. 

A equipe belga detectou linhas espectrais fracas não identificadas nos dados do UVES e após uma análise mais detalhada verificou que estas linhas sinalizavam a presença de átomos de ferro e níquel. A razão pela qual os elementos pesados foram difíceis de identificar se deve à sua existência em quantidades muito pequenas: a equipe estima que para cada 100 kg de água nas atmosferas dos cometas, exista apenas 1 g de ferro e, aproximadamente, a mesma quantidade de níquel.

Embora a equipe ainda não tenha certeza de que material isso pode ser, avanços na astronomia, tais como o instrumento METIS (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph) previsto para o futuro Extremely Large Telescope (ELT), permitirão aos pesquisadores confirmar a fonte de átomos de ferro e níquel descobertos nas atmosferas destes cometas. 

Outro estudo notável mostra que elementos pesados também estão presentes na atmosfera do cometa interestelar 2I/Borisov. Com o auxílio do espectrógrafo X-shooter montado no VLT do ESO, uma equipe na Polônia observou este objeto, o primeiro cometa alienígena a visitar o nosso Sistema Solar, quando este passou perto de nós, há cerca de ano e meio. A equipe descobriu que a atmosfera fria do 2I/Borisov contém níquel gasoso.

Esta descoberta é surpreendente porque, antes dos dois trabalhos publicados hoje, gases com átomos de elementos pesados apenas tinham sido observados em meios quentes, tais como nas atmosferas de exoplanetas ultraquentes e em cometas em evaporação que passam muito perto do Sol.

O 2I/Borisov foi observado quando estava a cerca de 300 milhões de km do Sol, ou seja, a cerca de duas vezes a distância Terra-Sol. O estudo detalhado de corpos interestelares é fundamental porque nos fornece informações importantes sobre os sistemas planetários forasteiros que lhes deram origem. 

Os estudos feitos por estas duas equipes mostram que o 2I/Borisov e os cometas do Sistema Solar têm ainda mais em comum do que se pensava anteriormente.

Estas pesquisas foram apresentados em dois artigos científicos publicados na revista Nature.

Fonte: ESO