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Esta ilustração mostra o processo de rompimento das marés que pode dar origem a objetos semelhantes a 'Oumuamua. Crédito: NAOC / Y. Zhang
Desde sua descoberta em 2017, um ar de mistério envolveu o primeiro objeto interestelar conhecido a visitar nosso sistema solar, um corpo alongado em forma de charuto chamado 'Oumuamua (havaiano para "um mensageiro de longe chegando primeiro").
Como foi formado e de onde veio? Um novo estudo publicado em 13 de abril na Nature Astronomy oferece uma primeira resposta abrangente a essas perguntas.
O primeiro autor Yun Zhang, nos Observatórios Astronômicos Nacionais da Academia Chinesa de Ciências, e o coautor Douglas NC Lin, da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, usaram simulações em computador para mostrar como objetos como 'Oumuamua podem se formar sob a influência de forças de maré como as sentidas. pelos oceanos da Terra. Sua teoria da formação explica todas as características incomuns de 'Oumuamua.
"Mostramos que 'objetos interestelares semelhantes a Oumuamua podem ser produzidos através de extensa fragmentação das marés durante encontros íntimos de seus corpos parentais com suas estrelas hospedeiras e depois ejetados para o espaço interestelar ", disse Lin, professor emérito de astronomia e astrofísica na UC Santa Cruz .
Descoberto em 19 de outubro de 2017, pelo Telescópio Panorâmico de Pesquisa e pelo Sistema de Resposta Rápida 1 (Pan-STARRS1) no Havaí, 'Oumuamua não é absolutamente nada como nada em nosso sistema solar , de acordo com Zhang. Sua superfície seca, sua forma invulgarmente alongada e seu movimento intrigante até levaram alguns cientistas a pensar se era uma sonda alienígena.
"É realmente um objeto misterioso, mas alguns sinais, como suas cores e a ausência de emissão de rádio, apontam para 'Oumuamua sendo um objeto natural", disse Zhang.
"Nosso objetivo é criar um cenário abrangente, baseado em princípios físicos bem entendidos, para reunir todas as pistas tentadoras", disse Lin.
Um objeto do tipo 'Oumuamua produzido por uma simulação do cenário de rompimento das marés proposto por Zhang e Lin. Crédito: NAOC / Y. Zhang; (fundo: ESO / M. Kornmesser)
Os astrônomos esperavam que o primeiro objeto interestelar que eles detectassem fosse um corpo gelado como um cometa. Objetos gelados, como aqueles que povoam a nuvem de Oort, um reservatório de cometas nos confins do sistema solar, evoluem a grandes distâncias de suas estrelas hospedeiras, são ricos em voláteis e geralmente são jogados fora de seus sistemas host por interações gravitacionais. Eles também são altamente visíveis devido à sublimação de compostos voláteis, que criam o coma de um cometa (ou "cauda") quando aquecido pelo sol. A aparência seca de Oumuamua, no entanto, é semelhante a corpos rochosos como os asteróides do sistema solar, indicando um cenário de ejeção diferente.
Outros pesquisadores calcularam que deve haver uma população extremamente grande de objetos interestelares como 'Oumuamua. "A descoberta de 'Oumuamua implica que a população de objetos interestelares rochosos é muito maior do que pensávamos anteriormente", disse Zhang. "Em média, cada sistema planetário deve ejetar no total cerca de cem trilhões de objetos como 'Oumuamua. Precisamos construir um cenário muito comum para produzir esse tipo de objeto".
Quando um corpo menor passa muito perto de um muito maior, as forças de maré do corpo maior podem separar o menor, como aconteceu com o cometa Shoemaker-Levy 9, quando se aproximava de Júpiter. Os processos de rompimento das marés podem ejetar alguns detritos no espaço interestelar, o que foi sugerido como uma possível origem para 'Oumuamua. Mas se esse processo poderia explicar as características intrigantes de Oumuamua permaneceu altamente incerto.
Zhang e Lin executaram simulações em computador de alta resolução para modelar a dinâmica estrutural de um objeto voando perto de uma estrela. Eles descobriram que, se o objeto se aproximar o suficiente da estrela, ela pode rasgá-lo em fragmentos extremamente alongados que são ejetados no espaço interestelar.
"A forma alongada é mais atraente quando consideramos a variação da resistência do material durante o encontro estelar. A proporção do eixo longo para o eixo curto pode ser ainda maior que dez para um", disse Zhang.
A modelagem térmica dos pesquisadores mostrou que a superfície dos fragmentos resultantes da ruptura do corpo inicial derreteria a uma distância muito curta da estrela e recondensa a distâncias maiores, formando assim uma crosta coesa que garantiria a estabilidade estrutural da forma alongada .
"A difusão de calor durante o processo de perturbação das marés estelar também consome grandes quantidades de voláteis, o que não apenas explica as cores da superfície de Oumuamua e a ausência de coma visível, mas também elucida a secura inferida da população interestelar", disse Zhang. "No entanto, alguns voláteis de alta temperatura de sublimação enterrados sob a superfície, como gelo d'água, podem permanecer em forma condensada".
A impressão de um artista de 'Oumuamua. Crédito: ESO / M. Kornmesser
As observações de 'Oumuamua não mostraram atividade cometária, e apenas o gelo d'água é uma possível fonte de eliminação de gases para explicar seu movimento não gravitacional. Se 'Oumuamua fosse produzido e ejetado pelo cenário de Zhang e Lin, muito gelo de água residual poderia ser ativado durante sua passagem pelo sistema solar. A eliminação de gases resultante causaria acelerações que correspondam à trajetória semelhante a um cometa de Oumuamua.
"O cenário de fragmentação das marés não apenas fornece uma maneira de formar um único 'Oumuamua, mas também é responsável pela vasta população de objetos interestelares semelhantes a asteróides", disse Zhang.
Os cálculos dos pesquisadores demonstram a eficiência das forças das marés na produção desse tipo de objeto. Possíveis progenitores, incluindo cometas de longo período, discos de detritos e até super-Terras, poderiam ser transformados em pedaços do tamanho de 'Oumuamua durante encontros estelares.
Este trabalho suporta estimativas de uma grande população de objetos interestelares do tipo 'Oumuamua. Como esses objetos podem passar pelos domínios das zonas habitáveis, a possibilidade de transportar matéria capaz de gerar vida (chamada panspermia) não pode ser descartada. "Este é um campo muito novo. Esses objetos interestelares podem fornecer pistas críticas sobre como os sistemas planetários se formam e evoluem", disse Zhang.
A impressão de um artista da formação de 'Oumuamua. Crédito: YU Jingchuan do Planetário de Pequim
De acordo com Lin, "'Oumuamua é apenas a ponta do iceberg. Prevemos que muitos outros visitantes interestelares com características semelhantes serão descobertos por observação futura no próximo Observatório Vera C. Rubin".
O astrônomo da Academia Naval dos EUA, Matthew Knight, que é co-líder da equipe do 'Instituto Internacional de Ciências Espaciais de Oumuamua e não participou do novo estudo, disse que este trabalho "faz um trabalho notável ao explicar uma variedade de propriedades incomuns de' Oumuamua com um modelo único e coerente ".
"À medida que objetos interestelares futuros forem descobertos nos próximos anos, será muito interessante verificar se algum deles apresenta 'propriedades semelhantes a Oumuamua. Nesse caso, isso pode indicar que os processos descritos neste estudo são generalizados", disse Knight.
Explorar mais
Mais informações: Fragmentação das marés como origem do 1I / 2017 U1 ('Oumuamua), Nature Astronomy (2020). DOI: 10.1038 / s41550-020-1065-8 , https://www.nature.com/articles/s41550-020-1065-8
Informações da revista: Nature Astronomy
Fornecido por University of California - Santa Cruz
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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica,
Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for Science and the Public
(SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and
Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa do
projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA.A partir de 2019, tornou-se membro
da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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