Durante incontáveis séculos, um pequeno pedaço de gelo e poeira viajou sozinho pelo espaço interestelar, como uma garrafa selada flutuando num vasto mar cósmico.
Este verão, este viajante entrou no nosso sistema solar e foi nomeado 3I/ATLAS, tornando-se apenas o terceiro cometa interestelar confirmado alguma vez observado. Quando pesquisadores da Universidade de Auburn direcionaram o Observatório Neil Gehrels Swift da NASA para o objeto, eles descobriram algo incomum: a primeira detecção de gás hidroxila (OH) proveniente dele, uma assinatura química óbvia da água. O Swift foi capaz de detectar o fraco brilho ultravioleta que os telescópios terrestres não conseguem ver porque funciona acima da atmosfera da Terra, onde este tipo de luz não é bloqueado antes de atingir a superfície.
Primeira detecção de água num cometa interestelar 3I/ATLAS
A identificação da água através do seu subproduto ultravioleta, a hidroxila, marca um passo importante na compreensão de como os cometas interestelares se comportam e mudam ao longo do tempo. Nos cometas que se formaram no nosso sistema solar, a água serve como medida primária de atividade. Os cientistas utilizam-no para determinar como a luz solar provoca a libertação de outros gases e para comparar a mistura de materiais congelados no núcleo de um cometa. A descoberta da mesma assinatura de água no 3I/ATLAS significa que os astrónomos podem agora avaliá-la utilizando os mesmos padrões aplicados aos cometas familiares do Sistema Solar. Esta comparação abre caminho para o estudo de como os sistemas planetários na galáxia podem diferir ou se assemelhar aos nossos.
Atividade aquática inesperada longe do Sol
O que torna o 3I/ATLAS particularmente intrigante é a distância a que esta atividade aquática foi observada. Swift descobriu a hidroxila quando o cometa estava quase três vezes mais longe do Sol do que a Terra, bem além da região onde o gelo da superfície normalmente se transformaria diretamente em vapor. Mesmo àquela distância, o cometa perdia água a uma taxa de cerca de 40 quilogramas por segundo, o que é comparável a uma explosão de água proveniente de uma mangueira de incêndio totalmente aberta. A maioria dos cometas do nosso sistema solar permanece relativamente inativa nesta distância.
O forte sinal UV sugere que processos adicionais podem estar envolvidos. Uma possibilidade é que a luz solar esteja aquecendo minúsculas partículas de gelo que se separaram do núcleo. Quando esses grãos são aquecidos, eles podem liberar vapor e formar uma nuvem de gás circundante. Apenas um pequeno número de cometas distantes mostrou uma fonte de água tão extensa, e isto indica uma camada de gelo que pode armazenar informações sobre como e onde o objeto se formou originalmente.
Pistas sobre a formação de planetas fora do nosso sistema solar
Cada cometa interestelar descoberto até agora revelou algo diferente sobre a química de outros sistemas planetários. Juntos, estes visitantes mostram que os ingredientes que compõem os cometas, especialmente o gelo volátil, podem variar muito de um sistema estelar para outro. Estas diferenças fornecem informações sobre como a temperatura, a radiação e a química moldam os materiais que eventualmente formam os planetas e possivelmente criam condições adequadas para a vida.
Como o Observatório Swift da NASA fez uma descoberta
A detecção deste sinal ultravioleta fraco também foi uma conquista técnica. O Observatório Neil Gehrels Swift da NASA tem um telescópio relativamente pequeno de 30 centímetros, mas a partir da sua posição em órbita pode observar a radiação ultravioleta que é maioritariamente absorvida pela atmosfera da Terra. Sem ser impedido pelo brilho do ar e do céu, o telescópio UV/óptico do Swift pode atingir uma sensibilidade comparável a um telescópio terrestre de 4 metros nestes comprimentos de onda. A sua capacidade de reagir rapidamente permitiu à equipa de Auburn observar o 3I/ATLAS durante várias semanas após a sua descoberta, antes de se tornar demasiado fraco ou demasiado próximo do Sol para uma observação segura a partir do espaço.
“Quando detectamos água – ou mesmo o seu fraco eco ultravioleta, OH – de um cometa interestelar, estamos a ler uma nota de outro sistema planetário,” disse Dennis Bodewitz, professor de física em Auburn. “Isso nos diz que os ingredientes da química da vida não são exclusivos de nós.”
“Todos os cometas interestelares até agora foram uma surpresa”, acrescentou Zesi Xin, pós-doutorando e principal autor do estudo. “Oumuamua estava seco, Barysau era rico em monóxido de carbono e agora o ATLAS está a libertar água a uma distância que não esperávamos. Cada um reescreve o que pensávamos saber sobre como os planetas e os cometas se formam em torno das estrelas.”
Desde então, o 3I/ATLAS diminuiu e agora está fora de vista, mas espera-se que seja visível novamente após meados de novembro. Este retorno dará aos cientistas outra oportunidade de observar como a sua atividade muda à medida que se aproxima do Sol. A detecção de hidroxila, detalhada no The Astrophysical Journal Letters, é a primeira evidência concreta de que este cometa interestelar está liberando água longe do Sol. Também destaca como mesmo um modesto telescópio espacial operando acima da atmosfera da Terra pode captar fracos sinais ultravioleta que ligam este raro visitante à família mais ampla de cometas e aos sistemas planetários distantes onde tais objetos nascem.
