NASA entende melhor o visitante interestelar ‘Oumuamua

A "não detecção" do 'Oumuamua pelo Spitzer estabelece um novo limite em quão grande um objeto estranho pode ser.

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Em novembro de 2017, cientistas apontaram o Telescópio Espacial Spitzer, da NASA e , para o objeto conhecido como ‘Oumuamua, o primeiro objeto interestelar conhecido a visitar nosso sistema solar. O Spitzer infravermelho foi um dos muitos telescópios apontados para o ‘Oumuamua nas semanas após sua descoberta, em outubro de 2017 pelo telescópio Pan-STARRS 1 do Havaí.

O ‘Oumuamua estava muito fraco para o Spitzer o detectar quando ele foi observado mais de meses após a máxima aproximação do objeto com a Terra no início de setembro. No entanto, a “não detecção” coloca um novo limite em quão grande um objeto estranho pode ter. Os resultados foram relatados em um novo estudo publicado no Astronomical Journal1 e conta com a co-autoria de cientistas do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL, na sigla inglesa) da NASA, em Pasadena, Califórnia.

Representação artística a partir de dados técnicos do asteroide interestelar 1I / 2017 U1 (‘Oumuamua) ao passar pelo sistema solar após sua descoberta em outubro de 2017. As observações do ‘Oumuamua indicam que ele deve ser muito alongado por causa de suas variações dramáticas de brilho à medida que ele viaja pelo espaço. Crédito da imagem: European Southern Observatory / M. Kornmesser. Imagem ampliada.

O novo limite de tamanho é consistente com os resultados de um trabalho de pesquisa publicado na Nature mais cedo neste ano2, que sugeriu que a saída de gás foi responsável pelas ligeiras mudanças na velocidade e direção do ‘Oumuamua enquanto ele era observado no ano passado. Os autores desse artigo concluem que o gás expelido agia como um pequeno propulsor empurrando levemente o objeto. Essa conclusão dependia de o ‘Oumuamua ser relativamente menor que os cometas típicos do sistema solar. E a conclusão de que ‘Oumuamua experimentou a liberação de gás sugeriu que a composição do objeto deve ser de gases congelados, semelhantes a um cometa.

“O ‘Oumuamua tem sido cheio de surpresas desde o primeiro dia, então estávamos ansiosos para ver o que o Spitzer poderia mostrar”, disse David Trilling, principal autor do novo estudo e professor de astronomia na Northern Arizona University. “O fato de ‘Oumuamua ser muito pequeno para o Spitzer detectar é, na verdade, um resultado muito valioso”.

O ‘Oumuamua foi detectado pela primeira vez pelo telescópio Pan-STARRS 1 da Universidade do Havaí em Haleakala, Havaí — o nome escolhido para o objeto é uma palavra havaiana que significa “visitante de longe chegando primeiro”—, em outubro de 2017, enquanto o telescópio estava inspecionando asteroides próximos da Terra, os chamados near-Earth asteroids, também conhecidos como NEAs.

Observações detalhadas subsequentes realizadas por vários telescópios terrestres e pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA detectaram a luz do sol refletida na superfície do ‘Oumuamua. Grandes variações no brilho do objeto sugeriam que o ‘Oumuamua é altamente alongado e provavelmente tem menos de 800 metros em sua maior dimensão.

O telescópio Spitzer rastreia asteroides e cometas usando a energia infravermelha, ou seja o calor que eles irradiam, o que pode fornecer informações mais específicas sobre o tamanho de um objeto do que faria observações ópticas do luz solar refletida.

O fato de o ‘Oumuamua ser fraco demais para o Spitzer detectar limita a área de superfície total do objeto. No entanto, como a não detecção não pode ser usada para inferir a forma, os limites de tamanho são apresentados como “o diâmetro do ‘Oumuamua seria se ele fosse esférico”. Usando três modelos separados que fazem suposições ligeiramente diferentes sobre a composição do objeto, a não detecção pelo Spitzer limitou o “diâmetro esférico” do “Oumuamua” a  438,9 metros (1.440 pés), 140,2 metros (460 pés) ou talvez até 97,5 metros (320 pés). A ampla gama de resultados deriva das suposições sobre a composição do ‘Oumuamua, que influencia o quão visível (ou fraco) pareceria ao Spitzer se o visitante fosse de um tamanho particular.

Os cientistas concluíram que as aberturas na superfície do ‘Oumuamua devem ter emitido jatos de gases, dando ao objeto um leve aumento na velocidade, que os pesquisadores detectaram medindo a posição do objeto quando este passou pela Terra em 2017. Crédito: NASA / JPL -Caltech

Pequeno mas reflexivo

O novo estudo também sugere que o ‘Oumuamua pode ser até dez vezes mais reflexivo do que os cometas que residem em nosso sistema solar — um resultado surpreendente, de acordo com os autores do artigo. Como a luz infravermelha é em grande parte a radiação de calor produzida por objetos “quentes”, ela pode ser usada para determinar a temperatura de um cometa ou asteroide. Por sua vez, isso pode ser usado para determinar a refletividade da superfície do objeto, o que os cientistas chamam de albedo. Assim como uma camiseta escura na luz solar aquece mais rapidamente que uma clara, um objeto com baixa refletividade retém mais calor do que um objeto com alta refletividade. Então, uma temperatura mais baixa significa um albedo maior.

O albedo de um cometa pode mudar ao longo de sua vida. Quando passa perto do Sol, o gelo de um cometa se aquece e se transforma diretamente em gás (sublimação do gelo da superfície do comenta com a aproximação do Sol), varrendo a poeira e a sujeira da superfície do cometa e revelando mais gelo reflexivo.

O ‘Oumuamua viajou pelo espaço interestelar por milhões de anos, longe de qualquer estrela que pudesse refrescar sua superfície. Mas pode ter tido sua superfície refrescada através de tais “desgastes” quando fez uma aproximação extremamente próxima ao nosso Sol, pouco mais de cinco semanas antes de ser descoberto. Além de varrer a poeira e a sujeira, parte do gás liberado pode ter coberto a superfície do ‘Oumuamua com uma camada reflexiva de gelo e neve, um fenômeno que também já foi observado em cometas em nosso sistema solar.

Concepção artística do Telescópio Espacial Spitzer, um telescópio estadunidense lançado pela NASA e gerenciado pelo Jet Propulsion Laboratory – JPL, ou Laboratório de Propulsão a Jato. O Spitzer enxerga a radiação infravermelha e o nome do equipamento foi uma homenagem ao renomado astrofísico norte-americano Lyman Spitzer. O JPL gerencia a missão do Telescópio Espacial Spitzer para o Diretório de Missões Científicas da NASA em Washington. As operações científicas são conduzidas no Spitzer Science Center, no Caltech, em Pasadena, Califórnia. As operações da espaçonave são baseadas na Lockheed Martin Space Systems Company, em Littleton, Colorado. Os dados são arquivados no Infrared Science Archive, localizado no IPAC da Caltech. O Caltech gerencia o JPL para a NASA. Crédito: NASA/JPL-Caltech

O visitante ‘Oumuamua está a caminho do nosso sistema solar, quase tão longe do Sol quanto a órbita de Saturno, e está bem além do alcance de qualquer telescópio existente. “Normalmente, se recebermos uma medida de um cometa que é meio estranho, voltamos e medimos novamente até entendermos o que estamos vendo”, disse Davide Farnocchia, do Centro para Estudos de Objetos Próximos da Terra (CNEOS, sigla para Center for NearEarth Object Studies) no JPL e co-autor de ambos os trabalhos. “Mas este se foi para sempre; nós provavelmente sabemos tanto sobre esse objeto quanto vamos saber”. [NASA]

Referências:

  1. TRILLING David E. et al. Spitzer Observations of Interstellar Object 1I/’Oumuamua. The Astronomical Journal (2018), Volume 156, Number 6. Published 2018 November 14. http://stacks.iop.org/1538-3881/156/i=6/a=261;
  2. MICHELI Marco  et al. Non-gravitational acceleration in the trajectory of 1I/2017 U1 (‘Oumuamua). Nature, volume 559pages 223–226, issue 7713 (2018). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0254-4.
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