Novo visitante interestelar?

No último dia 30 de agosto foi descoberto o objeto GB00234 pelo astrônomo amador ucraniano Gennady Borisov, do Instituto Astronômico de Sternberg.

© Gennady Borisov (C/2019 Q4)

É possível que o objeto tenha origem interestelar, sendo o segundo a ser flagrado em visita ao nosso Sistema Solar. O primeiro objeto interestelar a ser detectado numa visita a nosso Sistema Solar foi o 1I/2017 U1 (‘Oumuamua). Após duas semanas de acompanhamento, esta é no momento a principal hipótese para explicar a presença do objeto catalogado como C/2019 Q4 (Borisov).

O C/2019 Q4 foi localizado a 3 UA do Sol (UA: unidade astronômica, é a distância média Terra-Sol, cerca de 150 milhões de km). Ele parece ser um objeto bastante grande, talvez cerca de 10 km ou mais de diâmetro, dependendo da refletividade de sua superfície. Ele está trafegando com velocidade de 30 km/s.

Ele deve atingir o periélio (máxima aproximação do Sol) ao redor de 7 de dezembro e passará meses ao alcance dos telescópios. Trata-se também de um objeto bem maior que o ‘Oumuamua, o que facilitará sua observação. A apromimação máxima da Terra ocorrerá em torno do dia 29 de dezembro.

O que diferencia o C/2019 Q4 de quase todos os outros cometas é a excentricidade de sua órbita. A excentricidade mede o quanto uma órbita se desvia de um círculo perfeito, que tem uma excentricidade de 0. Órbitas elípticas, típicas de planetas, asteroides e cometas, têm excentricidades entre 0 e 1. As parábolas são iguais a 1 e uma excentricidade maior que 1 indica uma órbita hiperbólica.

Para confirmar que ele é mesmo interestelar sua trajetória provavelmente será hiperbólica, mas ainda há a possibilidade da órbita ser parabólica, ou seja, o objeto estaria ligado gravitacionalmente ao Sol, vindo da nuvem de Oort, a camada mais externa de detritos do Sistema Solar. Com base nas observações atuais, a excentricidade do C/2019 Q4 é de cerca de 3,2, definitivamente hiperbólica. Objetos em órbitas hiperbólicas não estão ligados em uma órbita ao redor do nosso Sol.

Mas, o Minor Planet Center da IAU (União Astronômica Internacional), catalogou o objeto como sendo um cometa.

Diferentemente do ‘Oumuamua, que tinha atividade cometária muito discreta ou nula, o C/2019 Q4 se comporta como um cometa, ejetando gases conforme se aproxima do Sol. Provavelmente não em taxa suficiente para justificar a hipótese parabólica da órbita, mas mais do que bastante para classificá-lo como cometa. Contudo, se a hipótese interestelar se confirmar, ele deve ganhar a designação I, e passará a ser denominado 2I/2019 Q4.

O objeto veio da direção da constelação de Cassiopeia, próximo da constelação Perseu, e passará próximo à órbita de Marte no periélio, antes sair fora do Sistema Solar.

O ritmo de descobertas deve aumentar ainda mais com futuros projetos de varredura de céu inteiro agora em planejamento, como o Large Synoptic Survey Telescope (LSST), que deve começar a funcionar em 2022, no Chile.

Este objeto em particular está muito perto do Sol, por isso a janela de observação é pequena. Está muito baixo no céu, o que dificulta ainda mais as observações. E tem uma magnitude 18, ou seja, é demasiado tênue para ser visto a olho nu e só pode ser observado por telescópios de tamanho considerável.

Fonte: Sky & Telescope

Seguindo 'Oumuamua até ao seu local de origem

Uma equipe de astrônomos rastreou o objeto interestelar 'Oumuamua até várias possíveis estrelas hospedeiras.

© NASA/ESA/ESO/M. Kornmesser (ilustração do objeto interestelar 'Oumuamua)

O objeto foi descoberto no final de 2017, a primeira vez que os astrônomos foram capazes de observar um objeto astronômico de outro sistema estelar que visitou o nosso próprio Sistema Solar.

Bailer-Jones e colegas usaram dados do satélite de astrometria da ESA, Gaia, para encontrar quatro estrelas plausíveis onde 'Oumuamua pode ter começado a sua longa jornada, há mais de um milhão de anos atrás.

A descoberta do objeto interestelar agora conhecido como 'Oumuamua, em outubro de 2017, foi uma novidade: pela primeira vez, foi possível observar um objeto interestelar visitando o nosso Sistema Solar. Infelizmente, o visitante só foi avistado quando já estava de saída, mas os astrônomos ainda assim foram capazes de usar telescópios espaciais e terrestres para medir o movimento do objeto.

Agora, um grupo de astrônomos liderado por Coryn Bailer-Jones do Instituto Max Planck para Astronomia conseguiu retroceder o movimento de 'Oumuamua e identificar quatro estrelas candidatadas onde o objeto interestelar pode ter tido origem. Estudos anteriores já tinham tentado reconstruções parecidas da origem de 'Oumuamua, mas não haviam proposto candidatos plausíveis.

Estes estudos anteriores não continham um ingrediente crucial: em junho de 2018, um grupo liderado pelo astrônomo Marco Micheli, da ESA, mostrou que a órbita de 'Oumuamua dentro do Sistema Solar não era a de um objeto em queda livre, isto é, um objeto que se movia exclusivamente sob a influência da gravidade. Em vez disso, havia alguma aceleração adicional quando o objeto estava perto do Sol. A explicação provável que é 'Oumuamua tinha alguma aparência com um cometa costituído de gelo que, quando suficientemente aquecido pela luz solar, produz gás que, por sua vez, acelera o objeto de origem como um motor extremamente fraco de um foguete. Apesar de fraca, a liberação de gás não era visível em imagens como as dos cometas quando perto do Sol, é grande demais para ser ignorada quando traçando a órbita.

O novo estudo por Bailer-Jones e colegas tem em conta o modo como a órbita de 'Oumuamua mudou quando o objeto passou perto do Sol, fornecendo uma estimativa precisa da direção original do objeto, bem como da velocidade com que entrou no nosso Sistema Solar.

Isto pode resolver o problema de como 'Oumuamua entrou no Sistema Solar, mas e as estrelas que encontrou pelo caminho, e a sua gravidade combinada que teria influenciado a trajetória do objeto?

Para esta parte da reconstrução, Bailer-Jones usou um tesouro de dados que a missão Gaia da ESA divulgou no passado mês de abril, o DR2 (Data Release 2). Como líder de um dos grupos encarregados de preparar os dados do Gaia para uso pela comunidade científica, Bailer-Jones está muito familiarizado com este conjunto específico de dados. Em particular, DR2 inclui informações precisas sobre as posições, movimento no céu e paralaxe (como medida de distância) para 1,3 bilhões de estrelas. Para sete milhões delas, também temos informações sobre a velocidade radial, isto é, o seu movimento na nossa direção ou na direção oposta. Usando a base de dados astronômica Simbad, os astrônomos incluíram mais 220.000 estrelas no seu estudo, para o qual a velocidade radial está apenas disponível na base de dados Simbad.

Em seguida, ao observar um percurso aproximado: um cenário simplificado no qual tanto 'Oumuamua como todas as estrelas se movem em linhas retas, a velocidades constantes. A partir deste cenário, selecionaram cerca de 4.500 estrelas que eram candidatos promissores para um encontro mais próximo com 'Oumuamua. Então surgiu o próximo passo: traçar os movimentos anteriores destes candidatos e, para 'Oumuamua, usar uma versão suavizada da influência gravitacional de toda a matéria na nossa Galáxia.

Vários estudos já haviam sugerido que 'Oumuamua tinha sido expulso do sistema planetário da sua estrela progenitora durante a fase de formação planetária, onde existem muitos objetos de tamanho pequeno (planetesimais), os quais interagem com planetas gigantes no sistema. O lar do objeto tem provavelmente duas características fundamentais: o rastreamento da órbita de 'Oumuamua leva-nos diretamente ou, pelo menos, muito próximo da estrela de origem. Em adição, a velocidade relativa de 'Oumuamua e da sua estrela hospedeira devem ser, provavelmente e comparativamente, lentas; os objetos normalmente não são ejetados dos seus sistemas natais a grandes velocidades.

Bailer-Jones e colegas descobriram quatro estrelas que são possíveis candidatas a estrela hospedeira de 'Oumuamua. Todas as quatro são estrelas anãs. A que passou mais perto de 'Oumuamua, pelo menos há um milhão de anos, é a estrela anã avermelhada HIP 3757. Passou a cerca de 1,96 anos-luz. Dadas as incertezas não explicadas nesta reconstrução, este valor é suficientemente próximo para que 'Oumuamua tenha tido origem neste sistema planetário (caso a estrela tenha um). No entanto, a velocidade relativa comparativamente grande (cerca de 25 km/s) torna-a menos provável como lar de 'Oumuamua.

A próxima candidata, HD 292249, é parecida com o nosso Sol, estava um pouco mais afastada da trajetória do objeto há 3,8 milhões de anos, mas com uma velocidade relativa menor de 10 km/s. As duas candidatas adicionais encontraram 'Oumuamua há 1,1 e 6,3 milhões de anos, respetivamente, com velocidades e distâncias intermediárias. Estas estrelas já foram catalogadas anteriormente por outros levantamentos, mas pouco se sabe sobre elas.

A fim de expelir 'Oumuamua às velocidades observadas, o sistema natal precisaria de apresentar um planeta gigante adequado que pudesse atirar 'Oumuamua para as profundezas do espaço. Até agora, não foram detectados planetas em torno destas estrelas, mas considerando que nenhuma delas foi examinada intimamente em busca de planetas, isso poderá mudar no futuro.

O estudo também está limitado pelo número de velocidades radiais incluídas no segundo lançamento de dados do Gaia. O terceiro lançamento de dados, previsto para 2021, deverá fornecer este tipo de dados para uma amostra estelar dez vezes maior, o que poderá levar à identificação de candidatas adicionais. A procura pelo sistema original de 'Oumuamua continua. O estudo aqui divulgado apresenta candidatos interessantes, mas ainda não rastreamos o visitante interestelar até à sua casa.

Um artigo foi aceito para publicação no periódico Astronomical Journal.

Fonte: Max Planck Institute for Astronomy

O nômade interestelar ‘Oumuamua é um cometa?

‘Oumuamua, o primeiro objeto interestelar descoberto no Sistema Solar, está se afastando do Sol mais depressa do que o esperado.

© ESO/M. Kornmesser (ilustração do objeto interestelar ‘Oumuamua)

Este comportamento anômalo foi detectado por uma colaboração internacional astronômica que inclui o Very Large Telescope (VLT) do ESO, no Chile. Os novos resultados sugerem que ‘Oumuamua é muito provavelmente um cometa interestelar e não um asteroide.

‘Oumuamua tem sido sujeito a um intenso escrutínio desde a sua descoberta em Outubro de 2017. O ganho medido em velocidade é pequeno e ‘Oumuamua ainda está desacelerando devido à atração do Sol, mas não tão rapidamente como o previsto pela mecânica celeste.

A equipe liderada por Marco Micheli, da Agência Espacial Europeia (ESA), explorou diversos cenários para explicar a velocidade mais elevada que este visitante interestelar peculiar apresenta. Pensa-se que o mais provável é que ‘Oumuamua esteja perdendo material da sua superfície devido ao aquecimento solar, algo conhecido por desgaseificação, e que seja este empurrão dado pelo material ejetado que dá origem ao impulso, pequeno mas constante, que faz com que o ‘Oumuamua esteja se afastando do Sistema Solar mais depressa do que o esperado; no dia 1 de Junho de 2018 o objeto deslocava-se a uma velocidade de aproximadamente 114.000 quilômetros por hora.

Tal desgaseificação é um comportamento típico dos cometas, contradizendo por isso a classificação anterior do ‘Oumuamua de asteroide interestelar. “Pensamos que este objeto se trata afinal de um estranho cometa minúsculo,” comenta Marco Micheli. “Através dos dados vemos que o seu empurrão extra está ficando mais fraco à medida que o objeto se afasta do Sol, o que é típico dos cometas.”

Normalmente, quando os cometas são aquecidos pelo Sol, ejetam poeira e gases que formam uma nuvem de material, a chamada coma, em sua volta, além de uma cauda bastante caraterística. No entanto, a equipe de pesquisadores não conseguiu detectar nenhuma evidência visual de desgaseificação.

“Não observamos nem poeira, nem coma e nem cauda, o que é incomum. Pensamos que ‘Oumuamua possa estar liberando grãos de poeira anormalmente irregulares e grandes,” explica Karen Meech, da Universidade do Hawai, EUA. Meech liderou a equipe que fez a descoberta inicial, na caraterização de ‘Oumuamua em 2017.

A equipe especulou que talvez os pequenos grãos de poeira que se encontram geralmente na superfície da maioria dos cometas tenham sido erodidos durante a viagem de ‘Oumuamua pelo espaço interestelar, restando apenas os grãos maiores. Apesar de uma nuvem composta por estas partículas maiores não ser suficientemente brilhante para poder ser detectada, a sua presença poderia explicar a variação inesperada na velocidade de ‘Oumuamua.

Além do mistério da desgaseificação hipotética de ‘Oumuamua, temos ainda o mistério da sua origem interestelar. O intuito destas novas observações era determinar com exatidão o seu trajeto, o que teria provavelmente permitido obter o percurso do objeto até ao seu sistema estelar progenitor. Os novos resultados significam, no entanto, que será muito mais difícil obter esta informação.

“A verdadeira natureza deste nômade interestelar enigmático poderá permanecer um mistério,” concluiu o membro da equipe Olivier Hainaut, astrônomo no ESO. “O recentemente descoberto aumento de velocidade de ‘Oumuamua torna mais difícil descobrir qual o caminho que o objeto tomou desde da sua estrela progenitora até nós.”

A equipe testou várias hipóteses para explicar a inesperada alteração da velocidade de ‘Oumuamua. Foi analisado se a pressão de radiação solar, o efeito Yarkovsky, ou se efeitos de atrito poderiam explicar as observações. Foi também verificado se o ganho em velocidade poderia ser causado por um evento de impulso, como por exemplo uma colisão, ou ainda se viria de ‘Oumuamua ser um objeto binário ou até um objeto magnetizado. A teoria improvável de ‘Oumuamua ser uma nave espacial interestelar foi também rejeitada: o fato da variação em velocidade ser suave e contínua, não típica de propulsores, e do objeto estar girando em torno de três eixos é contrário à hipótese de se tratar de um objeto artificial.

A descoberta foi publicada na revista Nature.

Fonte: ESO

'Oumuamua veio provavelmente de um sistema binário

Uma nova pesquisa sugere que 'Oumuamua, o objeto rochoso identificado como o primeiro asteroide interestelar confirmado, provavelmente veio de um sistema binário.

© Joy Pollard/Gemini Observatory (ilustração do 'Oumuamua)

Um sistema binário, ao contrário do nosso Sol, tem duas estrelas em órbita de um centro comum.

Para o novo estudo, os pesquisadores decidiram testar quão eficientes são os sistemas binários no que se refere a expulsar objetos. Também analisaram quão comuns são estes sistemas estelares na Galáxia.

Descobriram que objetos rochosos como 'Oumuamua são, muito provavelmente, originários de estrelas duplas, em vez de sistemas com uma única estrela. Também foram capazes de determinar que os objetos rochosos são ejetados de sistemas binários em números comparáveis ao dos objetos gelados.

"É realmente estranho que o primeiro objeto que vemos, oriundo do exterior do nosso Sistema Solar, seja um asteroide, porque um cometa é muito mais fácil de avistar e o Sistema Solar expulsa muitos mais cometas do que asteroides," afirma Alan Jackson, pós-doutorado do Centro de Ciências Planetárias da Universidade de Toronto Scarborough em Ontario, Canadá.

Assim que determinaram que os sistemas binários são muito eficientes em expulsar objetos rochosos, e que existe um número suficiente deles, ficaram convencidos que 'Oumuamua muito provavelmente veio de um sistema com duas estrelas. Também concluíram que provavelmente veio de um sistema com uma estrela relativamente quente e massiva, dado que tal sistema teria um maior número de objetos rochosos mais próximos.

A equipe sugeriu que o asteroide muito provavelmente foi ejetado do seu sistema binário durante algum momento da formação dos planetas.

'Oumuamua, palavra havaiana para "batedor", foi detectado pela primeira vez pelo Observatório Haleakala no Havaí no dia 19 de outubro de 2017. Com um raio de 200 metros e viajando a uma incrível velocidade de 30 km/s, passou a cerca de 33 milhões de quilômetros da Terra.

Quando foi descoberto, os cientistas inicialmente assumiram que o objeto era um cometa, um dos inúmeros objetos gelados que liberam gás quando aquecem ao se aproximarem do Sol. Mas não mostrava nenhuma atividade cometária à medida que o fazia, pelo que foi rapidamente reclassificado como um asteroide, o que significa que é rochoso.

Os pesquisadores também estavam bastante seguros de que vinha de fora do nosso Sistema Solar, com base na sua trajetória e velocidade. Uma excentricidade de 1,2 caracterizando o seu percurso como uma órbita hiperbólica aberta e uma velocidade tão alta significavam que não estava vinculado à gravidade do Sol. A órbita de 'Oumuamua tem a maior excentricidade já observada para um objeto que passa pelo nosso Sistema Solar.

Permanecem grandes questões acerca de 'Oumuamua. Para os cientistas planetários, a capacidade de observar objetos como este pode fornecer pistas importantes sobre como a formação planetária funciona em outros sistemas estelares.

"Da mesma forma que usamos os cometas para melhor entender a formação dos planetas do nosso Sistema Solar, talvez este objeto curioso nos possa contar mais sobre como os planetas se formam em outros sistemas."

Um artigo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Royal Astronomical Society

As três surpresas de 'Oumuamua

Um dos momentos decisivos da astronomia planetária em 2017 foi a descoberta do primeiro objeto astronômico que entrou no Sistema Solar vindo do espaço interestelar.

© ESO/M. Kornmesser (ilustração do objeto interestelar 'Oumuamua)

Agora conhecido como 1I/'Oumuamua, o objeto foi descoberto pela equipe do levantamento Pan-STARRS no Havaí no dia 19 de outubro. Durante as três semanas seguintes foi, por sua vez, classificado como um cometa, um asteroide de longo período e, finalmente, o primeiro de uma nova classe de objetos interestelares.

Assim que a verdadeira trajetória de 'Oumuamua foi confirmada, todos os telescópios disponíveis foram usados para o estudar o mais depressa possível pois estava se afastando da Terra a uma velocidade muito alta. 'Oumuamua foi descoberto quando já se encontrava saindo do nosso Sistema Solar, depois de passar pela Terra e de ter sido finalmente observado no céu noturno (quando estava no mesmo lado do Sol, não era visível). Agora, 'Oumuamua é demasiado tênue para ser observado até mesmo com os maiores telescópios, mas a sua breve passagem forneceu-nos algumas raras informações em primeira mão sobre um Sistema Solar distante, e também nos deixou com três surpresas.

Antes de discutirmos os aspetos surpreendentes de 'Oumuamua, aqui estão alguns dos seus fatos menos inesperados:

Não se movia muito depressa em relação às estrelas mais próximas, na verdade, foi o Sistema Solar que se deparou com 'Oumuamua e não o oposto. Isto significa que a estrela progenitora de 'Oumuamua orbita a Galáxia numa trajetória situada no disco galáctico, como a maioria das outras estrelas locais.

'Oumuamua é pequeno e fraco. Não é conhecido o seu tamanho exato pois não se sabe quão refletiva é a sua superfície, mas tem definitivamente menos de um quilômetro de comprimento.

Outra qualidade não significativa de 'Oumuamua é a sua cor, um pouco avermelhada e, portanto, muito semelhante à de alguns dos nossos próprios cometas e asteroides distantes.

A primeira surpresa de 'Oumuamua é que não é um cometa. 'Oumuamua foi inicialmente classificado como um cometa, não por ter coma ou cauda, mas porque esperava-se que os objetos interestelares fossem cometas. Os nossos planetas gigantes expulsaram vários cometas (e muitos menos asteroides) para o espaço interestelar durante a formação do Sistema Solar. Isto é devido que alguns não foram exatamente "perdidos", ficaram "presos" na nuvem de Oort, um enxame gigante de cometas em órbita do Sol a distâncias muito grandes. Em combinação com o fato de que os cometas são mais fáceis de observar do que os asteroides com o mesmo tamanho (os cometas já eram conhecidos na Antiguidade e os asteroides só foram descobertos no século XIX), esperava-se que o primeiro visitante interestelar fosse um cometa.

A segunda surpresa é quão alongado 'Oumuamua é. As mudanças no brilho de 'Oumuamua, ao longo do tempo, mostram que tem mais ou menos a forma de um charuto, uma relação de eixo de 5:1 a 10:1. Esta proporção é muito extrema entre os asteroides do Sistema Solar e certamente não seria de esperar se fosse selecionado aleatoriamente um corpo entre os mais de cem mil asteroides conhecidos. Caso a forma de 'Oumuamua seja típica da população de onde é originário, as coisas devem ser muito diferentes no seu sistema natal, em comparação com o nosso.

A terceira surpresa foi o fato de que 'Oumuamua "cambaleia". Ao início, notou-se que 'Oumuamua tinha um período de rotação de 7 ou 8 horas, mas diferentes medições não concordavam. Descobriu-se que a rotação de 'Oumuamua não é regular, que executa um movimento cambaleante e complexo que mostra diferentes vistas do corpo em diferentes momentos. Alguns asteroides no nosso Sistema Solar também têm este comportamento, mas a vasta maioria não tem. Nós pensamos que isto ocorre porque os movimentos internos do material no interior dos asteroides (que são muitas vezes apenas aglomerados de rocha e poeira suavemente mantidos juntos pela gravidade) amortecem este cambalear bastante depressa, deixando apenas os asteroides que sofreram colisões recentes como cambaleantes. 'Oumuamua é provavelmente um pedaço sólido de rocha ou metal, sem qualquer estrutura interna ou material solto.

Então, porque é que 'Oumuamua é como é? Não se sabe, embora existam algumas ideias. 'Oumuamua pode ser um pedaço de um planeta destruído por forças de maré, enquanto passava perto de uma anã vermelha num sistema binário. A ideia é que o planeta se formou em torno da companheira da anã vermelha, mas a sua órbita foi desestabilizada e o planeta passou pela anã vermelha e foi lançado para o espaço interestelar. As estrelas anãs vermelhas podem ser surpreendentemente densas, algumas delas são do tamanho de Júpiter, mas com cem vezes a massa. Isto faz com que as suas marés sejam muito fortes, podendo perturbar os corpos que se aproximam demais (como Júpiter fragmentou o cometa Shoemaker-Levy em 1994). Se um planeta pode ser destruído em trilhões de fragmentos, que são depois expelidos para o espaço interestelar, tais eventos catastróficos podem produzir mais objetos interestelares do que as expulsões regulares de cometas e asteroides por planetas.

A procura de mais objetos interestelares para ver como são poderá trazer novas evidências. Um novo telescópio, o LSST (Large Synoptic Survey Telescope), está sendo construído no Chile e deve entrar em operação em 2022. O LSST será um telescópio robótico que realizará uma varredura completa do céu, incluindo objetos muito tênues, a cada três dias, de modo que encontrará, literalmente, qualquer coisa que se mova. Se 'Oumuamua não foi um acaso, o LSST deverá detectar aproximadamente um exemplo deste tipo de objetos todos os anos.

'Oumuamua é o primeiro e quase certamente não será o último visitante interestelar descoberto. Aguardamos ansiosamente pelo próximo visitante.

Fonte: SETI Institute