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Objeto vindo de outro sistema pode sacudir conhecimento sobre planetas

Primeiro "visitante" interestelar do Sistema Solar sugere populações desconhecidas de exoplanetas e origens violentas

ESO/K. Meech et al.
O objeto interestelar `Oumuamua está marcado com um círculo azul no centro da imagem, que foi criada a partir de múltiplas imagens do Gemini South Telescope e do VLT (Very Large Telescope).
O primeiro visitante conhecido do nosso Sistema Solar vindo de outra estrela, o objeto recentemente descoberto chamado de ‘Oumuamua, poderia ser uma golpe de sorte para os pesquisadores. Com apenas um breve janela de tempo para observar o viajante com formato de charuto antes dele ficar fora do alcance dos nossos melhores telescópios, astrônomos se amontoaram em observações com a esperança de aprender mais sobre o intruso interestelar. O objeto, que se move rapidamente, não apenas é intrigante por si só, mas também pode fornecer ideias sobre como sistemas planetários evoluem.

O ‘Oumuamua chamou a atenção dos astrônomos em 19 de outubro deste ano. Os cálculos revelaram que a rocha espacial estava viajando a 26 quilômetros por segundo em relação ao Sol, um rápido clipe que, juntamente de sua trajetória orbital extremamente alongada, sugeriu que ele veio de fora do Sistema Solar. Os telescópios rapidamente avistaram o objeto, e a maioria dos pesquisadores esperava ver uma cauda de cometa se arrastando do visitante quando ele se aproximou do Sol. Porém, para surpresa de todos, o `Oumuamua não mostrou isso. Na verdade, ele se parecia mais com um asteróide. "Ele não se assemelha a uma cometa - não apresentou cauda alguma", diz Karen Meech, que estuda cometas na Universidade do Havaí em Manoa. Meech utilizou o Telescópio Espacial Hubble da NASA e outros observatórios para examinar o turista espacial misteriosamente inerte.

Asteroide ou cometa - por que isso importa? A resposta se conecta à nossa compreensão sobre como os sistemas planetários crescem ao longo do tempo em seus discos "protoplanetários" natais ao redor de estrelas jovens. Os planetas gigantes recém-nascidos podem atropelar uns aos outros, utilizando sua gravidade para se empurrarem. Seu tamanho também domina seus mundos vizinhos menores - e especialmente os objetos de escala quilométrica chamados de "planetesimais", deixados para trás como detritos do processo de formação planetária. Quando um planeta gigante lança seu peso, mais da metade desses planetesimais podem acabar sendo arremessados do sistema. Como a maior parte de um disco protoplanetário típico é gelada - em 2016, Meech usou observações do Sistema Solar para estimar que havia até 10 mil objetos gelados para cada objeto rochoso - os objetos gelados devem dominar os dejetos.

A localização também faz diferença no que é jogado fora. A maioria dos gigantes de gás estão do outro lado da "linha de neve", uma demarcação em um disco protoplanetário, onde sua composição muda de mais rochosa para maior parte de gelo. Os objetos no lado da estrela são cozidos a seco pela luz das estrelas e, portanto, são predominantemente rochosos, enquanto os objetos no lado externo mais escuro são mais frios e tendem a reter mais gelo. Em nosso Sistema Solar, a linha de neve se encontra entre as órbitas de Marte e Júpiter, e astrônomos acreditam que essa distância é aproximadamente onde se deu o início a outras estrelas parecidas com o Sol. À medida que os gigantes de gás distantes deslocam suas órbitas, eles se tornam mais propensos a interagir com os gelos próximos do que com o material rochoso o qual está mais longe e mais próximo da estrela, dando base à idéia de que a maioria dos visitantes interestelares que observamos devem ser gelados - incluindo o `Oumuamua .

"A população de planetesimais que flutuam no espaço deveria ser dominada por cometas, não por asteróides", diz Sean Raymond, astrônomo do Laboratório de Astrofísica de Bordeaux, na França, que modela o início do Sistema Solar. Em um artigo recente, Raymond argumenta que o visitante extrasolar é mais como um cometa extinto do que como um asteróide, baseando-se em como os exoplanetas observados até agora são definidos. "É estranho que este objeto, o ‘Oumuamua, não tenha sinais de atividade."

A estranha rotação do ‘Oumuamua também pode estar relacionada a suas origens. De acordo com uma nova pesquisa publicada no servidor de pré-impressão arXiv.org, o visitante está caindo aleatoriamente ao invés de girar suavemente em seu eixo. Os pesquisadores, que se recusaram a comentar o assunto devido a preocupações com o embargo, afirmam em seu artigo que "o 1I/`Oumuamua provavelmente estava caindo dentro de seu sistema planetário mãe, e continuará a cair bem depois de ter deixado o nosso." O movimento do ‘Oumuamua, eles especulam, poderia ser consequência de uma colisão com outro corpo ocorrida há muito tempo, ou ao extremo torque de maré o qual pode ter experimentado durante sua ejeção de seu sistema planetário mãe. Alternativamente, a sua rotação pode vir do descarte de material gelado que se vaporiza na luz solar - o processo o qual cria uma cauda cometária.

Contudo, novamente, o objeto não pareceu criar uma cauda quando se aproximou do nosso Sol. Se o `Oumuamua realmente for um objeto gelado, como ele evitou o crescimento de uma cauda de cometa? David Jewitt, astrônomo da Universidade da Califórnia em Los Angeles, suspeita que o gelo pode estar enterrado sob uma camada de material danificado pelas partículas carregadas conhecidas como raios cósmicos, os quais bombardearam o `Oumuamua enquanto ele viajava pelo espaço. "A exposição prolongada vai queimar a superfície", formando uma crosta protetora, ele diz.

Uma crosta de apenas meio metro poderia ser o suficiente para proteger o gelo, acrescenta Jewitt. Ele calculou como o calor poderia ter se movido pelo objeto usando análises do Sistema Solar - pois sua composição superficial é desconhecida - e descobriu que não chegaria muito longe. "Seria necessário ir um metro ou dois na superfície", diz ele, "para alcançar a ‘temperatura interestelar’" - a qual é apenas alguns graus acima do zero absoluto.

Nem todo mundo acredita que o ‘Oumuamua poderia ser um cometa com crosta. “Eu não esperaria que voláteis fossem selados de forma alguma", observa Meech. David Trilling, que estuda asteroides na Universidade do Norte do Arizona, diz que, embora seja possível irradiar material primitivo fortemente no Sistema Solar, "não é óbvio que você pode obter essa gosma irradiada em um objeto interestelar."

Infelizmente, é improvável que algum dia saibamos quais os materiais que constituem o `Oumuamua, porque ele está se movendo rápido demais em seu caminho para sair do Sistema Solar para que tenhamos uma chance real de alcançá-lo, até mesmo com nossa nave espacial mais rápida. No entanto, ele deixou astrônomos entusiasmados com o próximo objeto; eles antecipam a descoberta de um visitante interestelar por ano em um futuro próximo. Se todos esses objetos acabarem sendo rochosos, isso poderia ser uma má notícia para a nossa compreensão sobre a formação dos planetas. "Se os primeiros 10 [objetos] forem todos rochosos, isso significaria que realmente estamos fora de algo importante", diz Raymond. Muito provavelmente, isso significaria que o material rochoso constitui uma parte muito maior dos discos naturais do que o esperado pelos modelos. "Nós teríamos que estar a uma longa distância de onde os planetesimals se formam", ele diz.

Em um outro artigo, o astrofísico Greg Laughlin, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, estima que uma grande quantidade de viajantes interestelares rochosos precisaria de detritos com massa de cerca de 200 Terras para ser ejetada de cada estrela hospedeira de planetas, ao invés do que dizem os atuais modelos com massa de 10 Terras. “Isso realmente não funciona”, ele diz. “É pedir um pouco demais.”

Se o ‘Oumuamua for gelado, Laughlin acredita que isso tem importantes implicações para mundos com o tamanho de Netuno no alcance exterior de outros sistemas planetários, o que tem sido um desafio de se observar. Devido a planetas distantes com o tamanho de Netuno serem encontrados apenas em cerca de uma a cada 10 estrelas, ele acredita que a ejeção de objetos como o ‘Oumuamua pode precisar de um impulso de uma população ainda desconhecida de mundos gelados como Netuno, em sistemas livres de planetas como Júpiter.

Por enquanto, cientistas estão esperando a visita de mais turistas vindo de outros sistemas solares - com sorte, trazendo consigo longas caudas. “Não é impossível”, diz Jewitt. “Apenas precisamos esperar que os próximos 10 ou mais sejam descobertos. Se nenhum deles se parecer com um cometa, será interessante. Isso nos diria um pouco mais do que ver apenas um objeto.”

Nola Taylor Redd
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