Créditos: NASA, ESA e D. Jewitt (UCLA)
Uma das descobertas mais emocionantes da ciência planetária nos últimos anos é a descoberta de objetos interestelares que passam pelo nosso sistema solar. Até agora, os astrônomos confirmaram apenas dois desses intrusos de outros sistemas estelares – 1I/’Oumuamua em 2017 e 2I/Borisov em 2018 – mas acredita-se que existam muitos, muitos mais. Os cientistas tiveram apenas uma capacidade limitada de estudar esses objetos depois de descobertos, mas tudo isso está prestes a mudar com o Telescópio Espacial James Webb da NASA.
“A suprema sensibilidade e poder do Webb agora nos apresenta uma oportunidade sem precedentes de investigar a composição química desses objetos interestelares e descobrir muito mais sobre sua natureza: de onde eles vêm, como foram feitos e o que podem nos dizer. sobre as condições presentes em seus sistemas domésticos”, explicou Martin Cordiner, investigador principal de um programa Webb Target of Opportunity para estudar a composição de um objeto interestelar.
“A capacidade de estudar um deles e descobrir sua composição – para realmente ver material de outro sistema planetário de perto – é realmente uma coisa incrível”, disse Cordiner, astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e A Universidade Católica da América. Os dois primeiros objetos interestelares detectados eram muito diferentes: um era muito parecido com um cometa e o outro não. Cordiner e sua equipe esperam descobrir quão únicos esses objetos eram e se eles são representativos da população mais ampla de objetos interestelares.
Processo de acionamento
Os astrônomos estão constantemente monitorando várias fontes de informação, desde observadores amadores a observatórios profissionais, na esperança de encontrar o próximo intruso interestelar. Quando o próximo objeto desse tipo for detectado pela primeira vez, os cientistas não terão certeza imediatamente se é um objeto interestelar. Eles precisarão de observações adicionais durante um período de dias, semanas ou até meses para confirmá-lo – dependendo de seu brilho.
Uma vez que eles tenham a confirmação de que o objeto veio de fora do sistema solar com base em sua órbita “hiperbólica”, e eles estão certos de que o objeto não veio dos confins do nosso próprio sistema solar ou da nuvem de Oort, eles podem calcular a trajetória do objeto no céu. Se essa trajetória cruzar com o campo de visão de Webb, Cordiner e sua equipe farão as observações.
A ciência
A equipe usará as capacidades espectroscópicas do Webb nas bandas do infravermelho próximo e do infravermelho médio para estudar dois aspectos diferentes do objeto interestelar. Primeiro, usando o Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec), eles analisarão as impressões digitais químicas dos gases liberados pelo objeto, pois qualquer gelo que possa estar presente é vaporizado pelo calor do nosso Sol. Em segundo lugar, com o Mid-Infrared Instrument (MIRI), eles observarão qualquer poeira que o objeto esteja produzindo – pequenas partículas microscópicas; grãos maiores; e até mesmo pedrinhas que podem ser levantadas da superfície e circundando o objeto.
Com sua alta resolução espectral, o NIRSpec pode detectar a emissão de gases individuais, permitindo que a equipe detecte moléculas específicas como água, metanol, formaldeído, dióxido de carbono, monóxido de carbono e metano. O MIRI, no infravermelho médio, está mais sintonizado com o espectro de calor produzido por partículas sólidas, como grãos de poeira ou o núcleo do objeto.
Novos insights poderosos
Em nosso próprio sistema solar, os cometas são remanescentes de gelo da era da formação dos planetas ao redor do nosso Sol, para que possam fornecer uma visão única das condições químicas presentes na história mais antiga do nosso sistema solar. Este programa Webb tem a capacidade de revelar – pela primeira vez – insights igualmente poderosos sobre a química da formação de planetas em torno de outras estrelas.
Os astrônomos não entendem completamente os processos químicos exatos envolvidos na formação de planetas. Por exemplo, como um planeta surge de ingredientes químicos simples? Acontece da mesma forma em todas as estrelas? Havia algo peculiar na forma como nossos próprios planetas se formaram ao redor do nosso Sol, em comparação com a forma como eles se formaram ao redor de outras estrelas em outras partes da galáxia? Se os cientistas puderem obter provas das condições químicas presentes em outros sistemas planetários observando um objeto interestelar e vendo do que ele é feito, eles poderão obter uma imagem muito mais clara da verdadeira extensão da química que é possível nesses outros sistemas planetários.
Uma nova janela com Webb
Objetos interestelares não foram observados antes nessas importantes faixas de comprimento de onda do infravermelho próximo e médio, então as possibilidades de novas descobertas são bastante profundas. Com trilhões e trilhões de objetos interestelares zumbindo pela galáxia, a equipe não sabe o que vai encontrar, mas sabe que será fascinante.
“Com o Webb, podemos fazer ciência realmente interessante em magnitudes ou brilhos muito mais fracos”, explicou a colega de equipe Cristina Thomas, professora assistente de astronomia na Northern Arizona University. “Além disso, nunca fomos capazes de observar objetos interestelares nesta região do infravermelho. Isso abre muitas oportunidades para as diferentes assinaturas de composição nas quais estamos interessados. Isso será um grande benefício para nós!”
O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório de ciência espacial do mundo. Webb resolverá mistérios em nosso sistema solar, olhará além para mundos distantes em torno de outras estrelas e investigará as misteriosas estruturas e origens de nosso universo e nosso lugar nele. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, ESA (Agência Espacial Européia) e a Agência Espacial Canadense.
Publicado em 18/02/2022 06h38
Artigo original: