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Galáxia pode abrigar trilhões de quadrilhões de asteroides à deriva

Dados do primeiro objeto vindo de outro sistema sugerem um vasto mar de fragmentos interestelares

ESO/M. Kornmesser
Funcionando do alto do cume de 3.048 metros do vulcão Haleakala em Maui, o projeto Pan-STARRS é encarregado de encontrar asteroides que possam ameaçar nosso planeta. Suas câmeras capturam imagens de uma área equivalente a um sétimo do céu toda noite, peneirando o firmamento atrás de pistas sobre qualquer coisa que se mova ou mude. Em 19 de outubro, os computadores do projeto detectaram um objeto em alta velocidade em imagens tiradas na noite anterior. Um alerta soou, e outros telescópios entraram na caça. Após alguns dias, ficou claro que um visitante, similar a um asteroide, vindo do espaço interestelar havia se infiltrado no nosso Sistema Solar, e nós estávamos presenciando o primeiro voo de um objeto de outro sistema estelar.

Um artigo publicado em 20 de novembro na revista Nature por Karen Meech (Universidade do Havaí) e 17 colaboradores faz uma revisão da pesquisa e se soma à crescente coleção de observações que se acumularam durante o notável encontro. O objeto, agora nomeado oficialmente como 1I/2017 U1 (também conhecido pela palavra havaiana “‘Oumuamua”, ou “mensageiro de um passado distante”), é de origem inequivocamente extrassolar e de natureza animadoramente bizarra. Vindo da direção do ápice solar (o ponto do céu em direção ao qual o Sistema Solar está se movendo enquanto orbita a galáxia), ele surgiu em direção ao Sol com velocidade inicial de 26 km/s, acelerando para 88 km/s no momento da sua aproximação dentro da órbita de Mercúrio no dia 9 de setembro. Quando foi finalmente observado pelas câmeras do Pan-STARRS, já havia passado pelo Sol e cruzado a órbita da Terra na direção de saída. A influência gravitacional do Sol sobre o objeto agora está orientando-o para o ponto de saída do nosso Sistema Solar, em direção à constelação de Pegasus.

Como relatado no artigo da Nature, Meech e sua equipe recrutaram uma frota com os maiores telescópios do mundo (incluindo o Gemini South, o VLT e o Keck) para monitorar o brilho e o espectro do ‘Oumuamua por várias noites durante a última semana de outubro. As observações espectrais apontam para uma cor bastante vermelha, consistente com a tonalidade de cometas e outros objetos exteriores ao Sistema Solar. A conclusão é que, como nos cometas, a superfície do ‘Oumuamua é coberta por material rico em carbono e provavelmente não é muito boa em refletir luz. As curvas de luz não são nada surpreendentes. Elas sugerem fortemente que o ‘Oumuamua é um fragmento muito alongado que gira a cada sete horas e 20 minutos. Essa taxa de rotação poderia fazer uma pilha de entulho com pouca gravidade se separar; o ‘Oumuamua deve ser um monolito sólido, que se matém íntegro como uma rocha por sua força física. Se se considera que ele reflete um percentual da luz incidente comparável ao que é refletido pela Lua, ele é bastante similar aos nossos maiores suporta-aviões, tanto no tamanho quanto na forma.

Por mais de um século, astrônomos têm especulado sobre a potencial chegada de um cometa interestelar em nosso Sistema Solar. Assim, foi uma surpresa que o ‘Oumuamua não tenha mostrado nenhum sinal de cauda. Em seu ponto mais próximo do Sol, estava absorvendo até 20 quilowatts de energia por metro quadrado e, no local onde o Sol ficou diretamente por cima, sua camada mais externa estava aquecendo rapidamente. No entanto, nada estava efetivamente explodindo, sugerindo a chegada de um asteroide em vez de um cometa.

O simples fato da descoberta do ‘Oumuamua sugere que um número incrivelmente grande de objetos semelhantes deve estar à deriva no vazio. Diversos fatores, incluindo a direção e a distância de aproximação, permitiram que o Pan-STARRS fizesse a descoberta. A maioria dos objetos interestelares com tamanho similar que fiquem tão próximos ao Sol quanto o ‘Oumuamua escaparão das observações do Pan-STARRS. Após levar em consideração os vários vieses observacionais, Meech e seus colaboradores calculam que sempre há cerca de um objeto semelhante ao ‘Oumuamua passando dentro da esfera definida pela órbita terrestre, um valor em bastante concordância com estimativas publicadas por outros grupos durante as últimas duas semanas.

Dada a sua trajetória, é extremamente improvável que o ‘Oumuamua tenha sido recentemente ejetado de um sistema planetário de uma estrela vizinha. Quase certamente, ele tem viajado por nossa Via Láctea por centenas de milhões - se não bilhões - de anos; então, se assumimos que sua passagem não foi um acaso, podemos calcular que a galáxia possua um trilhão de quadrilhão (1027) de objetos como esse, material bastante para formar dois planetas como a Terra para cada estrela existente na galáxia.

Esse vasto mar de fragmentos interestelares tem algumas profundas implicações, já que a ejeção de detritos de um sistema planetário recém-formado não é uma tarefa fácil. Arremessar um objeto como o ‘Oumuamua para longe de sua estrela-mãe requer a assistência gravitacional de um planeta que tenha uma massa substancial e esteja localizado a uma distância radial bastante grande. Em nosso Sistema Solar, todos os quatro planetas gigantes (e especialmente Júpiter e Netuno) são capazes de arremessar pequenos objetos para o espaço interestelar. Os planetas terrestres, no entanto, não conseguem fazer isso, assim como a vasta maioria dos planetas extrassolares conhecidos. Se os objetos similares ao ‘Oumuamua forem muitos, e se forem compostos de material gelado vindo de fora do sistema, então quase toda estrela na galáxia deve hospedar um planeta semelhante a Netuno, a uma distância semelhante à de Netuno.

Por outro lado, no caso altamente improvável do ‘Oumuamua ser, de fato, uma chapa refratária de rocha ou metal, como sugerido por sua total ausência de cauda, então a sua passagem por aqui é algo bastante difícil de entender. Apenas uma pequena porcentagem de estrelas abriga planetas capazes de ejetar detritos livres e voláteis que ficam em regiões mais quentes situadas bem perto de uma forte fonte gravitacional. Elas não conseguiriam gerar a grande quantidade de objetos que se depreendem existir a partir da recente passagem do ‘Oumuamua, sugerindo que outra visita de um objeto similar não acontecerá por um bom tempo.

À medida em que se dirige para as profundezas da galáxia, ‘Oumuamua pode esperar voar por cerca de 10 quadrilhões de anos antes passar tão perto de outra estrela. Nesse momento tão distante no futuro, a galáxia será um lugar muito diferente, no qual todas as estrelas que hoje brilham calorosamente sobre os planetas serão anãs brancas mortas, aquecidas a alguns graus acima do zero absoluto pela centelha do decaimento de um próton.

Referências:

Jewitt et al. (2017) “Interstellar Interloper 1I/2017 U1: Observations from the NOT and WIYN Telescopes’’ https://arxiv.org/pdf/1711.05687.pdf

Laughlin, G. & Batygin, K. (2017) “On the Consequences of the Detection of an Interstellar Asteroid” https://arxiv.org/abs/1711.02260

Greg Laughlin
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