O visitante interestelar ʻOumuamua foi moldado por partículas cósmicas
Impressão artística de ʻOumuamua, o primeiro objeto interestelar conhecido a passar pelo Sistema Solar. Crédito da imagem: ESO / M. Kornmesser.
Não há nada de novo, recente ou notável nisso. É apenas um típico seixo cósmico no oceano galáctico.
No ano passado, o intruso interestelar ʻOumuamua passou pelo Sistema Solar interior. Originalmente pensado para ser um cometa, depois um asteróide, este visitante acabou por ter propriedades diferentes de qualquer objeto já visto antes. Ele se moveu muito rápido e de um ângulo muito inclinado para se originar de dentro do nosso Sistema Solar; nem Júpiter nem Netuno nem um objeto da nuvem de Oort poderiam tê-lo lançado com essas propriedades. Quando o examinamos em detalhes, parecia ter um revestimento à base de carbono sobre um interior gelado, mas não brotou nenhuma cauda, apesar de atingir temperaturas de 290 ° C (550 ° F). O mais estranho de tudo, era em forma de charuto, aproximadamente oito vezes mais comprido do que largo. Embora muitas teorias de origem tenham sido propostas, uma possibilidade incrivelmente simples pode fornecer todas as respostas: simplesmente viajar pela Via Láctea por bilhões de anos pode tê-la transformado no objeto que vemos hoje.
Os planetas do Sistema Solar, juntamente com os asteróides no cinturão de asteróides, orbitam todos quase no mesmo plano, fazendo órbitas elípticas, quase circulares. Além de Netuno, as coisas ficam progressivamente menos confiáveis. Crédito da imagem: Space Telescope Science Institute, Graphics Dept.
Quando você olha para o nosso Sistema Solar hoje, pode encontrar os mundos rochosos internos, os mundos gigantes gasosos externos e, em seguida, uma série de objetos menores agrupados em quatro populações diferentes. Tem:
- os asteróides, objetos ricos em minerais formados em torno da linha de gelo entre Marte e Júpiter: a fronteira entre onde a radiação do Sol permitirá a presença de gelo de água em plena luz solar,
- os objetos do cinturão de Kuiper, objetos ricos em gelo formados além de Netuno, que se tornam cometas se viajarem para o interior do Sistema Solar,
- os centauros, que são objetos híbridos encontrados entre as órbitas de Júpiter e Netuno,
- e os objetos da nuvem de Oort, que ficam além do cinturão de Kuiper e são remanescentes da formação do Sistema Solar.
Embora os objetos do cinturão de Kuiper e da nuvem de Oort sejam semelhantes em composição e incontavelmente grandes em número, havia ainda mais deles nos primeiros dias da formação do Sistema Solar.
Embora agora acreditemos que entendemos como o Sol e nosso sistema solar se formaram, essa visão inicial é apenas uma ilustração. Quando se trata do que vemos hoje, tudo o que nos resta são os sobreviventes. O que existia nos estágios iniciais era muito mais abundante do que o que sobrevive hoje. Crédito da imagem: Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins/Instituto de Pesquisa do Sudoeste (JHUAPL/SwRI).
Ao longo de bilhões de anos, interações gravitacionais mútuas entre objetos, bem como entre planetas e esses objetos, arremessam um grande número deles no espaço interestelar. Para cada estrela que temos em nossa galáxia, provavelmente temos de milhares a milhões desses objetos voando pelo Universo, não vinculados a qualquer estrela. E assim como as estrelas normalmente se movem, em relação ao Sol, a velocidades de cerca de 20 km/s enquanto orbitam o centro galáctico, o mesmo deve acontecer, em média, com a esmagadora maioria desses intrusos interestelares.
A trajetória nominal do asteroide interestelar A/2017 U1, calculada com base nas observações de 19 de outubro de 2017 e posteriores. Observe as diferentes órbitas dos planetas (rápidas e circulares), os objetos do cinturão de Kuiper (elípticos e aproximadamente coplanares) e este asteroide interestelar. Crédito da imagem: Tony873004 do Wikimedia Commons.
De um certo ponto de vista, é surpreendente que tenhamos demorado tanto para encontrar o primeiro! É provável que esses encontros aconteçam várias vezes por ano, mas é mais raro que objetos relativamente grandes apareçam tão perto do nosso próprio Sol, algo que conseguimos capturar apenas através do poder de levantamento profundo, rápido e repetido do Pan-STARRS. À medida que descobrimos o que era, observações repetidas e aprimoradas nos permitiram determinar suas propriedades bizarras: seu movimento de queda, sua curva de luz que clareava e escurecia, sua composição de superfície e interior e sua forma estranhamente alongada. A queda não foi surpresa, pois sem um objeto massivo para se ancorar, não há razão para sua órbita se regularizar em torno de um eixo específico, mas as outras propriedades eram um mistério.
A curva de luz de ‘Oumuamua, à direita, e a forma e orientação inferidas e rolantes da própria curva. Crédito da imagem: nagualdesign / Wikimedia Commons.
Nunca vimos um visitante interestelar antes, então astrônomos e astrofísicos estão lutando para explicar ʻOumuamua. Alguns tentam rastrear seu movimento para trás no tempo, como se a possibilidade extraordinariamente improvável de que esse objeto tenha sido recentemente ejetado de um sistema estelar fosse de alguma forma provável. Outros procuram uma explicação sobre como um objeto tão alongado e com crosta de carbono provavelmente se formaria no local , em oposição à pilha de escombros ou objetos sólidos que vemos esmagadoramente em nosso próprio quintal. No entanto, a explicação mais direta pode ser aquela que atinge todos os pontos principais: que este é um objeto comum e gelado vagando pela galáxia há bilhões de anos, e suas interações com o meio interestelar o desgastaram até o que vemos hoje.
Assim como os seixos no oceano se desgastam em formas menores, mais suaves e mais assimétricas com o passar do tempo, o meio interestelar poderia desgastar um corpo semelhante a um cometa itinerante para o que 'Oumuamua parece hoje. Crédito da imagem: Quim Gil / Wikimedia Commons.
Pensamos no espaço como um lugar vazio, mas a verdade é que existem grãos de poeira, partículas, átomos neutros, íons e raios cósmicos percorrendo toda a galáxia, mesmo quando não há estrelas. À medida que um objeto se move pelo espaço, circulando a galáxia a centenas de quilômetros por segundo (e movendo-se em relação à maioria dos outros objetos a dezenas de quilômetros por segundo), ele é constantemente bombardeado por um grande número de pequenos pedaços de matéria em movimento rápido. Assim como a água e a areia irão suavizar e corroer seixos e pedras no oceano aqui em nosso mundo, o equivalente cósmico – o meio interestelar – terá o mesmo efeito em escalas de tempo extremamente longas em corpos gelados ejetados.
Cometa 67P/C-G fotografado pela Rosetta. ‘Oumuamua é muito diferente, em forma, tamanho e composição da superfície deste cometa, mas viajar pela galáxia por bilhões de anos pode ter causado exatamente isso. Crédito da imagem: ESA/Rosetta/NAVCAM.
Como os objetos raramente são esféricos, eles tendem a erodir mais em uma dimensão e menos nas outras, produzindo formas alongadas e achatadas. As moléculas mais leves são erodidas mais rapidamente, enquanto as mais pesadas, ou aquelas que podem reagir umas com as outras para formar uma forma mais forte, semelhante a uma rede, podem se unir. A presença de compostos de carbono, bombardeados por partículas, significa que eles podem aquecer, se unir em configurações moleculares mais estáveis e depois congelar novamente. Essa ideia direta, ao longo de bilhões de anos, produziria corpos genericamente lisos, alongados e ricos em crosta de carbono a partir de corpos inicialmente gelados.
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A menos que eles viajassem tão perto de uma estrela que o interior explodisse através da crosta, não esperaríamos caudas, comas e nenhum comportamento semelhante ao de um cometa. Além disso, depois de bilhões de anos, a maioria dos voláteis externos teria evaporado, assim como acontece com objetos de longo prazo em nosso Sistema Solar que cruzam a órbita da Terra há milênios. Pode não ter uma origem mais incomum do que seu cinturão de Kuiper comum ou objeto de nuvem de Oort; ʻOumuamua pode simplesmente ter as propriedades estranhas que observamos por causa de uma longa jornada pela galáxia. Simulações, observações aprimoradas e estatísticas maiores sobre essa nova classe de objetos eventualmente fornecerão a resposta, mas até esse dia chegar, siga a regra de ouro da ciência: nunca atribua uma explicação exótica onde uma mundana seria suficiente.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
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