{"id":5905,"date":"2023-03-24T07:16:34","date_gmt":"2023-03-24T06:16:34","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=5905"},"modified":"2023-03-24T07:16:34","modified_gmt":"2023-03-24T06:16:34","slug":"uma-explicacao-surpreendentemente-simples-para-a-estranha-orbita-do-cometa-interestelar-oumuamua","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2023\/03\/24\/uma-explicacao-surpreendentemente-simples-para-a-estranha-orbita-do-cometa-interestelar-oumuamua\/","title":{"rendered":"Uma explica\u00e7\u00e3o surpreendentemente simples para a estranha \u00f3rbita do cometa interestelar ‘Oumuamua<\/strong>"},"content":{"rendered":"\n

Em 2017, um misterioso cometa chamado ‘Oumuamua despertou a imagina\u00e7\u00e3o tanto dos cientistas como do p\u00fablico em geral. Foi o primeiro visitante conhecido de fora do nosso Sistema Solar, n\u00e3o tinha cabeleira ou cauda de poeira brilhante, como a maioria dos cometas, e uma forma peculiar – algo entre um charuto e uma panqueca – e o seu pequeno tamanho era mais adequado a um asteroide do que a um cometa.<\/p>\n\n\n\n

Mas o facto de estar a afastar-se cada vez mais depressa do Sol, algo que os astr\u00f3nomos e cientistas n\u00e3o conseguiam explicar, deixou-os perplexos, levando alguns a sugerir que se tratava de uma nave espacial alien\u00edgena.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/a>
Ilustra\u00e7\u00e3o do cometa interestelar ‘Oumuamua, \u00e0 medida que aqueceu na sua aproxima\u00e7\u00e3o ao Sol e libertou hidrog\u00e9nio (n\u00e9voa branca), o que alterou ligeiramente a sua \u00f3rbita. O cometa, muito provavelmente em forma de panqueca, \u00e9 o primeiro objeto conhecido, sem contar com os gr\u00e3os de poeira, a visitar o nosso Sistema Solar oriundo de outra estrela.
Cr\u00e9dito: NASA, ESA e Joseph Olmsted e Frank Summers do STScI<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Agora, uma astroqu\u00edmica da Universidade da Calif\u00f3rnia em Berkeley e um astr\u00f3nomo da Universidade de Cornell argumentam que o misterioso comportamento do cometa, ao inv\u00e9s de ter um percurso hiperb\u00f3lico em torno do Sol, pode ser explicado por um mecanismo f\u00edsico simples, provavelmente comum entre muitos cometas gelados: a liberta\u00e7\u00e3o de hidrog\u00e9nio \u00e0 medida que o cometa aquecia \u00e0 luz do Sol.<\/p>\n\n\n\n

O que tornou ‘Oumuamua diferente de todos os outros cometas bem estudados no nosso Sistema Solar foi o seu tamanho: era t\u00e3o pequeno que a sua deflex\u00e3o gravitacional em torno do Sol foi apenas ligeiramente alterada quando o hidrog\u00e9nio gasoso foi libertado do gelo.<\/p>\n\n\n\n

A maioria dos cometas s\u00e3o essencialmente bolas de neve sujas que periodicamente se aproximam do Sol a partir do Sistema Solar exterior. Quando aquecido pela luz solar, um cometa ejeta \u00e1gua e outras mol\u00e9culas, produzindo um halo ou cabeleira brilhante \u00e0 sua volta e muitas vezes caudas de g\u00e1s e poeira. Os gases ejetados atuam como uma esp\u00e9cie de propulsor de uma nave espacial para dar ao cometa um pequeno pontap\u00e9 que altera a sua trajet\u00f3ria ligeiramente em rela\u00e7\u00e3o \u00e0s \u00f3rbitas el\u00edpticas t\u00edpicas de outros objetos do Sistema Solar, tais como asteroides e planetas.<\/p>\n\n\n\n

Quando foi descoberto, ‘Oumuamua n\u00e3o tinha cabeleira ou cauda, era demasiado pequeno e estava demasiado afastado do Sol para capturar energia suficiente para ejetar muita \u00e1gua, o que levou os astr\u00f3nomos a especular intensamente acerca da sua composi\u00e7\u00e3o e do que o estava a empurrar para longe. Seria um “iceberg” de hidrog\u00e9nio, a ejetar H2<\/sub>? Um grande e “fofo” floco de neve empurrado por uma leve press\u00e3o do Sol? Uma vela solar criada por uma civiliza\u00e7\u00e3o alien\u00edgena? Uma nave espacial com a sua pr\u00f3pria fonte de energia?<\/p>\n\n\n\n

Jennifer Bergner, professora assistente de qu\u00edmica na Universidade da Calif\u00f3rnia em Berkeley, que estuda as rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas que ocorrem nas rochas geladas no frio v\u00e1cuo do espa\u00e7o, pensou que talvez houvesse uma explica\u00e7\u00e3o mais simples. Ela abordou o assunto com um colega, Darryl Seligman, agora p\u00f3s-doutorado na Universidade de Cornell, e decidiram trabalhar em conjunto para a testar.<\/p>\n\n\n\n

“Um cometa que viaja atrav\u00e9s do meio interestelar est\u00e1 basicamente a ser ‘cozinhado’ pela radia\u00e7\u00e3o c\u00f3smica, como resultado formando hidrog\u00e9nio. O nosso pensamento foi: se isto estivesse a acontecer, poderia realmente aprision\u00e1-lo no corpo, de modo a que quando entrasse no Sistema Solar e fosse aquecido, o hidrog\u00e9nio fosse libertado?” disse Bergner. “Poder\u00e1 isso produzir quantitativamente a for\u00e7a de que necessita para explicar a acelera\u00e7\u00e3o n\u00e3o-gravitacional?”<\/p>\n\n\n\n

Surpreendentemente, descobriu que investiga\u00e7\u00f5es experimentais publicadas nas d\u00e9cadas de 1970, 1980 e 1990 demonstraram que quando o gelo \u00e9 atingido por part\u00edculas altamente energ\u00e9ticas semelhantes aos raios c\u00f3smicos, \u00e9 abundantemente produzido hidrog\u00e9nio molecular (H2<\/sub>) e aprisionado no interior do gelo. De facto, os raios c\u00f3smicos podem penetrar dezenas de metros no gelo, convertendo um-quarto ou mais da \u00e1gua em hidrog\u00e9nio gasoso.<\/p>\n\n\n\n

“Para um cometa com v\u00e1rios quil\u00f3metros em di\u00e2metro, a emiss\u00e3o de gases seria de uma concha realmente fina em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 maior parte do objeto, portanto, em termos de composi\u00e7\u00e3o como em termos de qualquer acelera\u00e7\u00e3o, n\u00e3o se esperaria necessariamente que isso fosse um efeito detet\u00e1vel”, disse. “Mas dado que ‘Oumuamua era t\u00e3o pequeno, pensamos que na realidade produziu for\u00e7a suficiente para alimentar esta acelera\u00e7\u00e3o”.<\/p>\n\n\n\n

Pensa-se que o cometa, ligeiramente avermelhado, tinha cerca de 115 por 111 por 19 metros em tamanho. Embora as dimens\u00f5es relativas fossem bastante precisas, os astr\u00f3nomos n\u00e3o podiam ter a certeza do tamanho real porque era demasiado pequeno e estava demasiado distante para que os telesc\u00f3pios o resolvessem. O tamanho tinha de ser estimado a partir do brilho do cometa e da forma como o brilho mudava \u00e0 medida que o cometa girava. At\u00e9 \u00e0 data, todos os cometas observados no nosso Sistema Solar – os cometas de curto per\u00edodo, origin\u00e1rios da cintura de Kuiper e os cometas de longo per\u00edodo, da mais distante nuvem de Oort – variam entre cerca de 1 a muitos quil\u00f3metros.<\/p>\n\n\n\n

“O que a ideia de Jenny tem de incr\u00edvel \u00e9 que \u00e9 exatamente o que deveria acontecer aos cometas interestelares”, disse Seligman. “T\u00ednhamos todas estas ideias est\u00fapidas, como icebergues de hidrog\u00e9nio e outras coisas loucas, e \u00e9 apenas a explica\u00e7\u00e3o mais gen\u00e9rica”.<\/p>\n\n\n\n

Bergner e Seligman publicaram as suas conclus\u00f5es esta semana na revista Nature. Ambos eram p\u00f3s-doutorados na Universidade de Chicago quando come\u00e7aram a colaborar no artigo.<\/p>\n\n\n

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\"\"\/<\/a>
Impress\u00e3o de artista do objeto interestelar ‘Oumuamua. As observa\u00e7\u00f5es, desde a sua descoberta em 2017, mostram que o objeto desviou-se ligeiramente da trajet\u00f3ria que estaria a seguir se estivesse apenas sob a influ\u00eancia do Sol e dos planetas. Os investigadores assumem que a liberta\u00e7\u00e3o de material da sua superf\u00edcie, devido ao aquecimento pelo Sol, \u00e9 respons\u00e1vel por este comportamento. Esta liberta\u00e7\u00e3o de g\u00e1s pode ser vista na impress\u00e3o de artista como uma nuvem subtil. Anteriormente, ‘Oumuamua tinha sido classificado como asteroide, mas esta liberta\u00e7\u00e3o de gases \u00e9 mais t\u00edpica dos cometas.
Cr\u00e9dito: ESA\/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Mensageiro de longe<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Os cometas s\u00e3o rochas geladas que sobraram da forma\u00e7\u00e3o do Sistema Solar, h\u00e1 4,5 mil milh\u00f5es de anos, de modo que contam aos astr\u00f3nomos mais acerca das condi\u00e7\u00f5es na altura. Os cometas interestelares tamb\u00e9m podem fornecer pistas sobre as condi\u00e7\u00f5es em torno de outras estrelas rodeadas por discos de forma\u00e7\u00e3o planet\u00e1ria.<\/p>\n\n\n\n

“Os cometas preservam um instant\u00e2neo de como o Sistema Solar era quando tinha o seu disco protoplanet\u00e1rio”, disse Bergner. “O seu estudo \u00e9 uma maneira de olhar para tr\u00e1s e de ver como o Sistema Solar era na fase inicial de forma\u00e7\u00e3o”.<\/p>\n\n\n\n

Os sistemas planet\u00e1rios distantes tamb\u00e9m parecem ter cometas e muitos s\u00e3o suscet\u00edveis de serem ejetados devido a intera\u00e7\u00f5es gravitacionais com outros objetos do sistema, o que os astr\u00f3nomos sabem que aconteceu ao longo da hist\u00f3ria do nosso Sistema Solar. Alguns destes cometas fugitivos podem, ocasionalmente, entrar no nosso Sistema Solar, proporcionando uma oportunidade de aprender mais sobre a forma\u00e7\u00e3o planet\u00e1ria noutros sistemas.<\/p>\n\n\n\n

“Os cometas e os asteroides do Sistema Solar ensinaram-nos, sem d\u00favida, mais sobre a forma\u00e7\u00e3o planet\u00e1ria do que aprendemos com os pr\u00f3prios planetas”, disse Seligman. “Penso que os cometas interestelares poderiam indiscutivelmente dizer-nos mais sobre os exoplanetas do que os pr\u00f3prios exoplanetas, que estamos a tentar medir hoje em dia, podem”.<\/p>\n\n\n\n

No passado, os astr\u00f3nomos publicaram v\u00e1rios artigos cient\u00edficos sobre o que podemos aprender com a n\u00e3o observa\u00e7\u00e3o de cometas interestelares no nosso Sistema Solar.<\/p>\n\n\n\n

E depois, ‘Oumuamua apareceu.<\/p>\n\n\n\n

No dia 19 de outubro de 2017, na ilha de Maui, os astr\u00f3nomos utilizando o telesc\u00f3pio Pan-STARRS1, operado pelo Instituto de Astronomia da Universidade do Hawaii em Manoa, repararam primeiro no que pensavam ser ou um cometa ou um asteroide. Quando perceberam que a sua \u00f3rbita inclinada e alta velocidade – 87 km\/s – implicava que vinha de fora do nosso Sistema Solar, deram-lhe o nome 1I\/’Oumuamua, havaiano para “mensageiro de longe que chega primeiro”. Foi o primeiro objeto interestelar, sem contar com os gr\u00e3os de poeira, alguma vez visto no nosso Sistema Solar. Um segundo, 2I\/Borisov, foi descoberto em 2019, embora parecesse e se comportasse mais como um cometa t\u00edpico.<\/p>\n\n\n\n

\u00c0 medida que cada vez mais telesc\u00f3pios apontavam para ‘Oumuamua, os astr\u00f3nomos foram capazes de rastrear a sua \u00f3rbita e determinar que este j\u00e1 tinha dado a volta ao Sol e estava a sair do Sistema Solar.<\/p>\n\n\n\n

Tendo em conta que o brilho de ‘Oumuamua mudou periodicamente por um factor de 12 e variou assimetricamente, presumiu-se que era altamente alongado e que girava caoticamente. Os astr\u00f3nomos tamb\u00e9m notaram uma ligeira acelera\u00e7\u00e3o, para longe do Sol, maior do que a vista para os asteroides e mais caracter\u00edstica dos cometas. Quando os cometas se aproximam do Sol, a \u00e1gua e os gases expelidos da superf\u00edcie criam uma cabeleira brilhante e gasosa e libertam poeira no processo. Tipicamente, a poeira deixada no rastro do cometa torna-se vis\u00edvel como uma cauda, enquanto o vapor e a poeira empurrados pela leve press\u00e3o dos raios solares produzem uma segunda cauda que aponta para longe do Sol, mais um pequeno empurr\u00e3o inercial para fora. Outros compostos tamb\u00e9m podem ser libertados, tais como materiais org\u00e2nicos presos e mon\u00f3xido de carbono.<\/p>\n\n\n\n

Porque \u00e9 que estava a acelerar?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Mas os astr\u00f3nomos n\u00e3o conseguiram detetar nenhuma cabeleira, mol\u00e9culas expelidas nem poeira em torno de ‘Oumuamua. Al\u00e9m disso, os c\u00e1lculos mostraram que a energia solar que atingia o cometa seria insuficiente para sublimar a \u00e1gua ou os compostos org\u00e2nicos da sua superf\u00edcie para lhe dar o “pontap\u00e9” n\u00e3o gravitacional observado. Apenas gases hipervol\u00e1teis como H2<\/sub>, N2<\/sub> ou mon\u00f3xido de carbono (CO) podem fornecer acelera\u00e7\u00e3o suficiente para corresponder \u00e0s observa\u00e7\u00f5es, dada a energia solar recebida.<\/p>\n\n\n\n

“Nunca t\u00ednhamos visto um cometa no Sistema Solar que n\u00e3o tivesse uma cabeleira de poeira. Portanto, a acelera\u00e7\u00e3o n\u00e3o gravitacional foi realmente estranha”, disse Seligman.<\/p>\n\n\n\n

Isto levou a muita especula\u00e7\u00e3o acerca das mol\u00e9culas vol\u00e1teis no cometa que conseguissem explicar a acelera\u00e7\u00e3o. O pr\u00f3prio Seligman publicou um artigo argumentando que se o cometa fosse composto de hidrog\u00e9nio s\u00f3lido – um iceberg de hidrog\u00e9nio – ele iria libertar hidrog\u00e9nio suficiente no calor do Sol para explicar a estranha acelera\u00e7\u00e3o. Nas condi\u00e7\u00f5es certas, um cometa composto por azoto s\u00f3lido ou mon\u00f3xido de carbono s\u00f3lido tamb\u00e9m libertaria gases com for\u00e7a suficiente para afetar a \u00f3rbita do cometa.<\/p>\n\n\n\n

Mas os astr\u00f3nomos tiveram de se “esticar” para explicar que condi\u00e7\u00f5es poderiam levar \u00e0 forma\u00e7\u00e3o de corpos s\u00f3lidos de hidrog\u00e9nio ou azoto, que nunca tinham sido observados antes. E como poderia um corpo s\u00f3lido de H2<\/sub> sobreviver durante talvez 100 milh\u00f5es de anos no espa\u00e7o interestelar?<\/p>\n\n\n\n

Bergner pensou que a liberta\u00e7\u00e3o de hidrog\u00e9nio preso no gelo poderia ser suficiente para acelerar ‘Oumuamua. Como experimentalista e te\u00f3rica, ela estuda a intera\u00e7\u00e3o do gelo muito frio – a 5 ou 10 K, a temperatura do meio interestelar – com os tipos de part\u00edculas energ\u00e9ticas e radia\u00e7\u00e3o a\u00ed encontradas.<\/p>\n\n\n\n

Ao pesquisar publica\u00e7\u00f5es anteriores, encontrou muitas experi\u00eancias demonstrando que os eletr\u00f5es altamente energ\u00e9ticos, prot\u00f5es e \u00e1tomos mais pesados poderiam converter \u00e1gua gelada em hidrog\u00e9nio molecular, e que a estrutura “fofa” e em bola de neve de um cometa poderia prender o g\u00e1s em bolhas dentro do gelo. As experi\u00eancias mostraram que quando aquecido, como pelo calor do Sol, o gelo muda de uma estrutura amorfa para uma estrutura cristalina e for\u00e7a as bolhas para fora, libertando o hidrog\u00e9nio gasoso. O gelo \u00e0 superf\u00edcie de um cometa, calcularam Bergner e Seligman, poderia emitir g\u00e1s suficiente, quer num feixe colimado ou em forma de leque, para afetar a \u00f3rbita de um pequeno cometa como ‘Oumuamua.<\/p>\n\n\n\n

“A principal conclus\u00e3o \u00e9 que ‘Oumuamua \u00e9 consistente com um cometa interestelar padr\u00e3o que acabou de sofrer um processamento pesado”, disse Bergner. “Os modelos que corremos s\u00e3o consistentes com o que vemos no Sistema Solar a partir de cometas e asteroides. Por isso, poder\u00edamos essencialmente come\u00e7ar com algo que se pare\u00e7a com um cometa e ver este cen\u00e1rio funcionar”.<\/p>\n\n\n\n

A ideia tamb\u00e9m explica a aus\u00eancia de uma cabeleira de poeira.<\/p>\n\n\n\n

“Mesmo que houvesse poeira na matriz de gelo, n\u00e3o estamos a sublimar o gelo, estamos apenas a rearranjar o gelo e depois a deixar o H2<\/sub> ser expelido. Portanto, a poeira n\u00e3o vai ser libertada”, disse Seligman.<\/p>\n\n\n\n

Cometas “escuros”<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Seligman disse que a sua conclus\u00e3o acerca da origem da acelera\u00e7\u00e3o de ‘Oumuamua dever\u00e1 encerrar o debate acerca do cometa. Desde 2017, ele, Bergner e colegas identificaram outros seis pequenos cometas sem cabeleira observ\u00e1vel, mas com pequenas acelera\u00e7\u00f5es n\u00e3o gravitacionais, sugerindo que tais cometas “escuros” s\u00e3o comuns. Embora o H2<\/sub> n\u00e3o seja provavelmente respons\u00e1vel pelas acelera\u00e7\u00f5es dos cometas escuros, salientou Bergner, juntamente com ‘Oumuamua eles revelam que h\u00e1 muito a aprender sobre a natureza dos corpos pequenos do Sistema Solar.<\/p>\n\n\n\n

Um destes cometas escuros, 1998 KY26, \u00e9 o pr\u00f3ximo alvo da miss\u00e3o japonesa Hayabusa2, que recentemente recolheu amostras do asteroide Ryugu. 1998 KY26 era considerado um asteroide at\u00e9 ser identificado como um cometa escuro em dezembro.<\/p>\n\n\n\n

“A Jenny est\u00e1 definitivamente correta acerca do hidrog\u00e9nio aprisionado. Ningu\u00e9m tinha pensado nisso antes”, disse. “Tendo em conta a descoberta de outros cometas escuros no Sistema Solar e a fant\u00e1stica ideia da Jenny, penso que tem de estar correta. A \u00e1gua \u00e9 o componente mais abundante dos cometas no Sistema Solar e provavelmente tamb\u00e9m noutros sistemas exosolares. E se colocarmos um cometa rico em \u00e1gua na nuvem de Oort ou o ejetarmos para o meio interestelar, deveremos obter gelo amorfo com bolhas de H2<\/sub>“.<\/p>\n\n\n\n

Dado que o H2<\/sub> deve formar-se em qualquer corpo rico em gelo exposto \u00e0 radia\u00e7\u00e3o energ\u00e9tica, os investigadores suspeitam que o mesmo mecanismo estaria a funcionar nos cometas que se aproximam do Sol a partir da nuvem de Oort, no Sistema Solar exterior, onde os cometas s\u00e3o irradiados pelos raios c\u00f3smicos, de modo id\u00eantico a um cometa interestelar. Observa\u00e7\u00f5es futuras da liberta\u00e7\u00e3o de hidrog\u00e9nio em cometas de longo per\u00edodo podem ser utilizadas para testar o cen\u00e1rio de forma\u00e7\u00e3o e aprisionamento de H2<\/sub>.<\/p>\n\n\n\n

O LSST (Legacy Survey of Space and Time) do Observat\u00f3rio Vera Rubin dever\u00e1 descobrir muitos mais cometas interestelares e escuros, permitindo aos astr\u00f3nomos determinar se a liberta\u00e7\u00e3o de hidrog\u00e9nio \u00e9 comum nos cometas. Seligman calculou que o levantamento telesc\u00f3pico, que dever\u00e1 estar operacional no Chile no in\u00edcio de 2025, poder\u00e1 detetar entre um e tr\u00eas cometas interestelares como ‘Oumuamua todos os anos, e provavelmente muitos mais com uma cabeleira, como Borisov.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ Universidade da Calif\u00f3rnia em Berkeley (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Universidade de Cornell (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Nature)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Not\u00edcias relacionadas:<\/strong>
Science<\/a>
EurekAlert!<\/a>
Sky & Telescope<\/a>
SPACE.com<\/a>
PHYSORG<\/a>
ScienceDaily<\/a>
EarthSky<\/a>
science alert<\/a>
Inverse<\/a>
Scientific American<\/a>
TIME<\/a><\/p>\n\n\n\n

‘Oumuamua:<\/strong>
NASA\/JPL<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

2I\/Borisov:<\/strong>
NASA\/JPL<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Objeto interestelar:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Cometas:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Pan-STARRS:
<\/strong>STScI<\/a>
Instituto de Astronomia da Universidade do Hawaii<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Observat\u00f3rio Vera C. Rubin:<\/strong>
P\u00e1gina principal<\/a>
Wikipedia<\/a>
LSST (p\u00e1gina principal)<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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