O cometa interestelar que dominou as manchetes recentemente, 3I/ATLAS, pode ter entre 10 e 12 mil milhões de anos, mostra uma nova estimativa da composição isotópica do cometa. Um chamado “invasor” no nosso sistema solar é apenas o terceiro objeto registado a entrar na nossa vizinhança cósmica vindo do além.
Se estas novas estimativas de idade do cometa forem verdadeiras, elas sugerem 3I/ATLAS Nascido alguns bilhões de anos após o nascimento Via Láctea.
O artigo continua abaixo
Assim, com base na velocidade do cometa, os astrônomos Astor Taylor e Darryl Seligman, da Universidade de Michigan e da Universidade Estadual de Michigan, respectivamente, determinaram que o 3I/ATLAS tem uma idade “dinâmica” entre 3 bilhões e 11 bilhões de anos. É um intervalo grande com incerteza considerável – mas agora, um novo estudo liderado por Martin Gardiner, da NASA Goddard, surgiu para apoiar a antiga conclusão desse intervalo com base na composição isotópica do cometa.
A partir de um estudo com O Telescópio Espacial James WebbNo Espectrômetro de Infravermelho Próximo (NIRSpec), Gardiner e sua equipe mediram a proporção de carbono-12 para carbono-13 no 3I/ATLAS, e quão enriquecida a água no 3I/ATLAS é com deutério, um dos dois isótopos estáveis de hidrogênio. Ambas as propriedades são ferramentas importantes para determinar a idade e a origem de um cometa.
são isótopos Átomos Mesmo elemento com mesmo número Prótons Mas números diferentes Nêutrons. O carbono-12 é a forma regular do carbono, que possui 6 prótons e 6 nêutrons. Isótopo de carbono-13, 6 prótons e 7 nêutrons. O deutério tem um próton e um nêutron (ao contrário do antigo hidrogênio normal, que tem um próton e nenhum nêutron).
Os isótopos de carbono são encontrados no 3I/ATLAS em compostos como monóxido de carbono e dióxido de carbono, e em moléculas orgânicas como metanol, formaldeído e metano.
O NIRSpec descobriu que o 3I/ATLAS tem mais carbono-12 do que qualquer coisa que já vimos, em comparação com o carbono-13. sistema solarOu mesmo em torno de outros discos de formação planetária próximos Estrelasou nuvens moleculares locais. Isso nos diz que 3I/ATLAS pelo menos não é daqui.
O carbono-13 acumula-se ao longo do tempo no meio interestelar e nas nuvens moleculares que formam as estrelas. A baixa abundância de carbono-13 em comparação com o carbono-12 indica que o 3I/ATLAS deve ter-se formado há muito tempo – antes que o carbono-13 produzisse quantidades modernas.
Podemos recorrer a modelos de evolução galáctica e arriscar uma estimativa de há quanto tempo isso aconteceu.
Após a formação da Via Láctea, há cerca de 13 mil milhões de anos, sofreu uma explosão estelar: uma formação estelar massiva. Muitas dessas estrelas evoluíram rapidamente Gigantes vermelhos Antes de lançar, suas camadas externas são movidas para formar um planeta Nebulosa Quando eles deixam seu núcleo quente e passivo, chamamos isso de anã branca.
Quando está num sistema binário próximo com outra estrela, uma anã branca pode roubar material suficiente para provocar uma explosão termonuclear na sua superfície. Chamamos isso de novas, e esses eventos são produtores incríveis de carbono-13. Espera-se, portanto, que uma rápida explosão de novas tenha ocorrido durante os primeiros quatro mil milhões de anos da história da Via Láctea. Para que o 3I/ATLAS tenha uma proporção menor de carbono-13 em comparação com o carbono-12 e ainda contenha alguns elementos mais pesados, tudo isso deve ter se formado no meio, antes que o carbono-13 se tornasse abundante na galáxia.
Na verdade, isso colocaria a idade do 3I/ATLAS entre 10 e 12 bilhões de anos.
O enriquecimento de deutério no 3I/ATLAS também sugere a origem de um cometa interestelar. O deutério pode substituir um ou ambos os átomos normais de hidrogênio na água, o que os cientistas chamam de enriquecimento de deutério. A concentração de deutério na água 3I/ATLAS tem uma relação D/H que é uma ordem de grandeza maior do que a dos cometas típicos formados no nosso Sistema Solar.
Este grau de enriquecimento ocorre em determinados contextos. A temperaturas abaixo do zero absoluto (30 Kelvin/–243°C/–405°F) o gelo de água pode ser enriquecido em deutério, típico das nuvens interestelares, e num ambiente relativamente pobre em elementos pesados, indicando que se formou no início da história da nossa galáxia.
Os cometas formam-se juntamente com os planetas, por isso, se estas descobertas estiverem corretas, o 3I/ATLAS poderá ser uma relíquia de um dos primeiros sistemas planetários da galáxia. O 3I/ATLAS pode nos dizer alguma coisa sobre esses primeiros planetas?
Pensa-se que os cometas, sendo objetos gelados, se formam nos confins dos discos de formação de planetas, longe do calor da sua jovem estrela e da evaporação do gelo. A fronteira no disco de formação planetária entre o espaço de vapor ou líquido e o espaço gelado é chamada de linha de gelo.
“Acreditamos que o material cometário em geral é representativo dos blocos de construção dos planetas fora da linha de água gelada no disco protoplanetário”, disse Gardiner ao Space.com. “Assim, o mesmo pode ser verdade para os cometas interestelares, e eles fornecem uma visão única sobre a partir da qual os planetas extrasolares podem se formar.”
Os cientistas ainda estão construindo uma imagem completa da composição química do 3I/ATLAS, mas neste momento há poucas coisas que possam dizer.
“Tanto o 2I/Borisov como o 3I/ATLAS mostram uma composição rica em carbono em comparação com os cometas do sistema solar”, disse Gardiner. “No mínimo, isto indica que havia muito carbono no sistema planetário formado. O 3I/ATLAS é muito rico em água.”
A presença de deutério e vários compostos de carbono e oxigénio indica a química altamente complexa que ocorreu na poeira gelada que formou o sistema planetário 3I/ATLAS, onde as moléculas orgânicas e a água eram os principais componentes dos planetas, mesmo no início da história do Universo.
No entanto, a verdadeira origem do 3I/ATLAS permanece um mistério, e sempre será. Devido à interação gravitacional entre o 3I/ATLAS e as estrelas próximas, é difícil rastrear a sua trajetória há mais de 10 milhões de anos.
No entanto, o conhecimento da sua idade retarda um pouco as coisas.
O disco da Via Láctea está dividido em duas regiões – um disco estreito, com 1.000 anos-luz de profundidade, onde ocorre agora a maior parte da formação estelar da nossa galáxia (e onde o nosso Sol nasceu), e um disco mais difuso e espesso (cerca de 3.000 anos-luz de profundidade). Observações da Agência Espacial Europeia de estrelas no disco espesso mão O disco grosso começou a formar-se há cerca de 13 mil milhões de anos, enquanto o disco fino é considerado muito mais jovem, tendo-se formado há cerca de 9 mil milhões de anos. Se esta idade estiver correta, 3I/ATLAS pode ter vindo de uma estrela de disco grosso.
“Aquele mais antigo (3I/ATLAS) parece mais viável”, disse Gardiner.
Na verdade, o 3I/ATLAS é tão antigo que o sistema estelar que o criou não existe mais. O 3I/ATLAS é realmente uma relíquia da formação do planeta?
As descobertas estão atualmente aguardando revisão por pares, mas estão disponíveis de uma forma Eixo dianteiro.
