‘Oumuamua pode não ter tido água para criar uma cauda porque veio de um sistema planetário rico em elementos pesados.
Os astrônomos serão capazes de descobrir de que tipo de estrelas objetos interestelares como ‘Oumuamua vêm e, portanto, algo sobre suas composições, com base em sua velocidade à medida que entram em nosso sistema solar, sugere uma nova pesquisa.
Até agora, os astrônomos descobriram apenas dois objetos interestelares confirmados (ISOs) em nosso sistema solar, ‘Oumuamua e 2I/Borisov. Eles não poderiam ser mais diferentes um do outro: ‘Oumuamua carecia de qualquer tipo de cauda cometária, enquanto Borisov parecia um cometa típico.
No entanto, as propriedades de seus sistemas planetários domésticos estão impressas em ambos, disse o estudante de pós-graduação Matthew Hopkins, da Universidade de Oxford, na Inglaterra, que conduziu a nova pesquisa e a apresentou no Encontro Nacional de Astronomia do Reino Unido no início de julho.
“Como eles vêm de outras estrelas, suas propriedades vão se correlacionar com essas estrelas”, disse Hopkins ao Space.com.
Embora tenhamos visto apenas dois ISOs até o momento, espera-se que milhares deles estejam passando pelo nosso sistema solar a qualquer momento, a maioria muito longe de nós para serem detectados. No entanto, a maioria ou todos esses ISOs provavelmente começaram a vida como cometas em torno de outras estrelas, antes de um encontro com um planeta do tamanho de Júpiter, ou talvez uma estrela passageira, ejetando-os no espaço interestelar.
Em nosso sistema solar, “para cada cometa que Júpiter [e Netuno] empurrou para a Nuvem de Oort, ele ejetou completamente 10, e há um trilhão de objetos na Nuvem de Oort”, disse Hopkins. Fazendo as contas, é fácil chegar à conclusão de que os ISOs “são os objetos mais numerosos da Via Láctea”.
Mover grupos de objetos interestelares
Cada estrela se move pela galáxia em seu próprio ritmo e, juntas, formam grupos móveis relacionados ao seu ponto de origem, o que, por sua vez, corresponde à sua química intrínseca.
As estrelas com os elementos mais pesados, como o nosso Sol, vivem no “disco fino” da galáxia, um plano nos braços espirais com cerca de 400 anos-luz de espessura. Ao seu redor está o “disco espesso”, que pode se estender até 1.000 anos-luz acima do plano da galáxia e contém principalmente estrelas mais velhas com menos elementos pesados.
As populações de estrelas pertencentes a cada disco têm diferentes distribuições de velocidade. Como os ISOs que eles ejetam compartilham uma velocidade semelhante à de sua estrela-mãe em relação ao sol, eles tendem a se manter nos mesmos grupos móveis, mas esses grupos móveis cruzam o caminho do sol o tempo todo.
“O sol está essencialmente correndo para eles”, disse Hopkins. Isso significa que devemos esperar preferencialmente ver ISOs vindos do “ápice solar”, que é a direção do movimento do sol em relação a outras estrelas próximas.
“‘Oumuamua estava muito perto do ápice solar”, disse Hopkins. “Borisov estava um pouco mais longe, mas ainda bem perto [do ápice solar], e é de onde esperamos que a maioria deles venha.”
Vindo dessa direção significa que eles se aproximarão mais do sol, onde são mais fáceis de detectar, enquanto estiverem no céu do Hemisfério Sul – o mesmo céu que o novo Observatório Vera Rubin estará pesquisando. Espera-se que Vera Rubin descubra centenas de novos ISOs.
ISOs mais lentos contêm menos água
Quanto menor a velocidade relativa de um ISO em comparação com o sol, mais provável é que ele caia no sistema solar interno, onde podemos detectá-lo; os mais rápidos irão apenas acelerar sem necessariamente serem muito atraídos pela gravidade do sol. A velocidade relativa de um ISO está relacionada à velocidade relativa de sua estrela-mãe, que depende significativamente se essa estrela vem do disco fino com mais elementos pesados ou do disco grosso com menos elementos pesados.
“Meus resultados mostram que a velocidade de um ISO se correlaciona com sua composição e, por causa disso, podemos entender os tipos de estrelas de onde eles podem ter vindo”, disse Hopkins.
Espera-se que os ISOs de velocidade mais baixa (em relação ao sol) venham do disco fino, onde as estrelas e seus sistemas planetários acompanhantes se formam a partir de gás e poeira que contêm elementos mais pesados. Quanto mais elementos pesados houver no disco de gás e poeira que forma planetas e cometas, menor será a fração de água que um ISO terá.
Isso ocorre porque um disco protoplanetário rico em elementos mais pesados contém muito carbono, e o carbono (assim como ferro, magnésio, silício e enxofre) é adepto de arrancar todos os átomos de oxigênio livres, dois de cada vez, para formar moléculas de dióxido de carbono. A água só pode se formar a partir de quaisquer átomos de oxigênio que sobrarem, o que significa que os ISOs formados dentro desses discos geralmente possuem uma fração menor de água.
Essa falta de água poderia explicar por que ‘Oumuamua não exibiu uma cauda de cometa?
“Por ter uma velocidade menor em relação ao Sol, provavelmente veio de uma estrela de disco fino com elementos mais pesados”, disse Hopkins. No entanto, ele faz questão de apontar a ressalva de que não conhecemos a história de ‘Oumuamua – ele pode ter perdido sua água e outros elementos voláteis de outra maneira. Talvez eles tenham sido erradicados por raios cósmicos enquanto viajavam pelo espaço interestelar, por exemplo, ou por muitas passagens próximas à sua estrela-mãe antes de serem ejetados.
Borisov, por outro lado, estava na faixa intermediária de conteúdo de água com base em observações espectrais de sua cauda.
Com atualmente apenas dois exemplos de ISO, é difícil tirar muitas conclusões. No entanto, uma vez que o Observatório Vera Rubin esteja funcionando no final desta década, as centenas de ISOs que ele deve encontrar poderão fornecer uma imagem mais completa de onde eles vêm e quais são suas propriedades químicas.
“Se houver um viés para os ISOs se movendo de maneira semelhante ao sol caindo no sistema solar interno, esperaríamos ver mais ISOs do disco fino”, disse Hopkins.
Isso pode significar que veremos mais objetos semelhantes a ‘Oumuamua em vez de Borisov. Só o tempo dirá o quão correta é essa previsão.
Publicado em 23/07/2023 13h21
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