Estudando um centauro que se transforma num cometa

A mais de 4,8 bilhões de quilômetros da Terra, um antigo objeto gelado está lentamente despertando.

© NASA (ilustração de um centauro)

À medida que se desloca mais para dentro do Sistema Solar, o corpo gelado conhecido como Centauro 450P/LONEOS começou a liberar gás e poeira, um comportamento mais frequentemente associado aos cometas do que aos centauros, os pequenos objetos gelados que normalmente orbitam entre Júpiter e Netuno.

Agora, pesquisadores da Universidade da Flórida Central afirmam que poderão estar testemunhando as fases iniciais da transformação de um centauro num cometa. Utilizando observações do telescópio espacial James Webb e do telescópio Gemini North, no Havaí, os cientistas detectaram dióxido de carbono, poeira gelada e sinais de atividade térmica recente em torno de 450P/LONEOS.

As descobertas poderão fornecer novas informações sobre como corpos gelados distantes evoluem para cometas ativos à medida que migram para o interior do Sistema Solar. Os centauros são cientificamente importantes porque pensa-se que são objetos de transição que tiveram origem mais longe no Sistema Solar e que estão evoluindo lentamente para se tornarem cometas da família de Júpiter. Nesse sentido, proporcionam uma forma de estudar material relativamente primitivo do Sistema Solar exterior, enquanto este começa respondendo a um aquecimento solar mais intenso.

O cometa 450P/LONEOS começou a "acordar" depois de um encontro gravitacional próximo com Saturno, em 1992, ter alterado significativamente a sua órbita. A equipe descobriu que a interação deslocou o objeto para dentro, a partir de uma trajetória mais distante, aproximando o seu periélio, o ponto da sua órbita mais próximo do Sol, de Júpiter. À medida que o centauro se aproximava do Sol, os pesquisadores observaram a formação gradual de uma tênue coma (cabeleira), uma nuvem de gás e poeira que envolve o objeto e que é frequentemente associada à atividade cometária.

O monitoramento contínuo entre 2019 e 2024 revelou que a cabeleira se tornou cada vez mais visível à medida que a distância do objeto em relação ao Sol diminuía. Esse aumento do aquecimento solar pode tornar mais quente a superfície e as camadas subsuperficiais do núcleo. À medida que essas camadas aquecem, gelos voláteis ou gases retidos podem ser liberados, o que pode arrastar poeira para longe da superfície e produzir uma cabeleira. 

Uma das descobertas mais significativas do estudo provém do telescópio espacial James Webb, que detectou gás de dióxido de carbono em torno de 450P/LONEOS a uma distância em que a água congelada comum normalmente se sublimaria eficazmente. Os pesquisadores encontraram fortes evidências da emissão de dióxido de carbono, mas nenhum sinal de vapor de água ou monóxido de carbono, o que sugere que o dióxido de carbono é provavelmente o responsável pela atividade do centauro.

As observações revelaram também grãos de poeira gelada no interior da cabeleira, incluindo possíveis sinais de gelo de água cristalino, material que poderá preservar evidências da evolução térmica do objeto à medida que este é aquecido na sua nova órbita. 

À distância de 450P/LONEOS em relação ao Sol, o núcleo é demasiado frio para que a sublimação normal do gelo seja a principal fonte de atividade; por isso, a detecção de CO₂ fornece uma pista importante sobre o que está alimentando a cabeleira. O possível gelo cristalino também é interessante porque sugere que parte do gelo na cabeleira sofreu aquecimento ou transformação física, em vez de permanecer completamente inalterado desde a sua formação.

Apenas uma fração relativamente pequena dos centauros conhecidos apresenta atividade visível, o que torna objetos como 450P/LONEOS especialmente valiosos para estudar como os corpos gelados primitivos evoluem ao longo do tempo. A investigação sugere que a atividade recente do objeto pode estar ligada ao aquecimento sob a sua superfície. À medida que o gelo amorfo enterrado, uma forma irregular de gelo que retém gases no interior da sua estrutura porosa, aquece e se transforma em gelo cristalino, libera dióxido de carbono para o espaço, arrastando consigo poeira e criando a cabeleira.

Em conjunto, estas descobertas podem proporcionar aos cientistas uma melhor compreensão de como os corpos gelados distantes evoluem gradualmente para se tornarem os cometas ativos que visitam periodicamente o Sistema Solar interior.

Um artigo foi aceito para publicação no periódico The Planetary Science Journal.

Fonte: University of Central Florida

Cometas podem ter transportado água para um sistema planetário jovem

Astrônomos da Universidade de Lund, na Suécia, descobriram evidências da existência de exocometas, ou seja, cometas em outros sistemas solares, orbitando uma estrela jovem semelhante ao nosso Sol.

© A. Novais (ilustração do sistema planetário PDS 70)

As observações apontam para um possível mecanismo que explicaria como a água poderia ser transportada das regiões exteriores frias do sistema planetário para as regiões onde os planetas se formam.

O sistema planetário PDS 70 tem pouco mais de cinco milhões de anos e situa-se a cerca de 370 anos-luz da Terra. O sistema possui pelo menos dois gigantes gasosos e orbita uma estrela ligeiramente mais fria do que o Sol. Já em 2023 tinha sido detectado, nas proximidades da estrela, vapor de água. Os pesquisadores demonstraram agora que as variações no gás de sódio à frente da estrela podem ser um indício da passagem de cometas pelas partes internas do sistema.

Os pesquisadores analisaram observações de 2018 e detectaram gás de sódio se movendo a vários quilômetros por segundo em relação à estrela. O gás aparece e desaparece ao longo de várias noites, um padrão consistente com o que seria de esperar quando os cometas passam à frente de uma estrela. Quando um cometa se aproxima da sua estrela, é aquecido e o gelo à sua superfície transforma-se diretamente em gás, um processo conhecido como sublimação. O gás pode então deixar uma marca mensurável na luz da estrela.

Os astrônomos também simularam as órbitas dos cometas. Os resultados mostram que os objetos situados nas regiões mais distantes do sistema planetário podem ser afetados pela atração gravitacional dos gigantes gasosos e lançados em direção à estrela. Isto é particularmente interessante porque os cometas formam-se nas regiões exteriores e frias do sistema planetário, onde a água pode existir na forma de gelo. Se forem depois canalizados para o interior, podem transportar água e outras substâncias voláteis para a região onde os planetas se formam.

A origem da água na Terra continua sendo uma questão em aberto. Os asteroides e os cometas ricos em água são duas fontes possíveis. PDS 70 fornece a oportunidade de estudar um processo semelhante enquanto um sistema planetário ainda se encontra nas suas fases iniciais de desenvolvimento.

E quando o Extremely Large Telescope (ELT), que está atualmente sendo construído no Chile, entrar em funcionamento nos próximos anos, será possível descobrir se existem mais planetas no sistema e, assim, obter uma imagem ainda mais clara de como a água e outros componentes fundamentais dos planetas são transportados.

Um artigo foi publicado na revista Nature Communications.

Fonte: Lund University

Observado um novo decágono rodeando o polo sul de Saturno

Observações recentes realizadas com o telescópio espacial Hubble revelaram uma onda atmosférica gigante com 10 lados, em evolução, que rodeia o polo sul de Saturno.

© Hubble (novo decágono de Saturno)

Duas imagens de Saturno captadas pelo telescópio espacial Hubble mostram o novo decágono, sendo o primeiro padrão de grandes dimensões e lados regulares observado no hemisfério sul de Saturno. O "X" e o círculo tracejado na imagem à direita representam as áreas onde não foram captados dados pelo Hubble.

Esta formação apresenta uma semelhança notável com o famoso hexágono do polo norte de Saturno, mas é também distintamente diferente. Ao compararem observações realizadas ao longo de vários anos, os pesquisadores descobriram que o padrão se tornou cada vez mais distinto desde 2023, sugerindo o desenvolvimento de um novo fenômeno atmosférico no gigante gasoso. As observações foram realizadas no âmbito do programa OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) do Hubble, que tem vindo a monitorar Júpiter, Saturno, Urano e Netuno há mais de uma década.

A descoberta foi possível porque as mudanças nas estações de Saturno trouxeram gradualmente o polo sul do planeta de volta para o campo de visão da Terra, onde foi possível analisar imagens de Saturno a partir de observatórios terrestres, o identificando pela primeira vez. 

As imagens da sonda Cassini, que orbitou Saturno entre 2004 e 2017, não revelaram qualquer indício de uma formação duradoura. Os dados do Hubble confirmaram a presença desta característica desde 2023. A onda situa-se dentro de uma das poderosas correntes de jato de Saturno e estende-se por várias camadas da atmosfera, indicando que não se trata apenas de uma característica ao nível das nuvens, mas sim de uma estrutura atmosférica que se estende verticalmente. A posição aparente do decágono varia ligeiramente, porque o Hubble capta imagens em diferentes comprimentos de onda, que exploram diferentes altitudes na atmosfera de Saturno.

São necessários mais estudos com o Hubble e com o telescópio espacial James Webb, bem como a análise de modelos computacionais, para compreender como o decágono se formou, quanto tempo poderá durar e como se compara ao hexágono de longa duração no norte. Em vez de fornecer um único instantâneo, o programa OPAL permite aos cientistas acompanhar as alterações sazonais, monitorizar tempestades de curta duração e identificar outras características atmosféricas que evoluem lentamente ao longo do tempo.

A equipe planeja continuar observando Saturno para determinar se o decágono se estabiliza numa configuração duradoura e estável, como o hexágono do norte, ou se continua evoluindo. Observações futuras também poderão ajudar os cientistas a determinar o que impulsiona a onda, o que ela revela sobre a dinâmica atmosférica dos planetas gigantes em todo o Sistema Solar e como esta se pode relacionar com a que observamos aqui na Terra.

Um artigo foi publicado na revista Science Advances.

Fonte: ESA