 |
| 2I / Borisov e Oumuamua |
Os astrônomos passaram décadas procurando objetos fora de nosso sistema solar. Então, dois chegaram ao mesmo tempo. Quando devemos esperar o próximo? E o que eles podem nos ensinar.
Ele surgio do vazio celestial em outubro de 2017 - uma pequena mancha brilhante no telescópio do Observatório Haleakalā , no Havaí .
Caindo pelo espaço a 57.000 mph (90.000 kmph), acredita-se que o objeto tenha vindo da direção de Vega, uma estrela alienígena que reside a 147 trilhões de milhas (237 trilhões de km) de distância. Possivelmente com a forma de um charuto alongado, possivelmente formado em um disco estranhamente parecido com uma nave espacial, na época em que foi localizado, já havia fechado pelo nosso próprio Sol, feito uma curva fechada e escorregadia e começou a disparar em outra direção.
Esta anomalia espacial foi chamada de ' Oumuamua - pronunciado oh-moo-uh-moo-uh - havaiano para "um mensageiro de longe chegando primeiro". Robert Weryk, o astrônomo da Universidade do Havaí que o detectou pela primeira vez, soube imediatamente, por sua velocidade, que estava olhando para algo novo para a física. Este não era um cometa ou asteróide comum, era um visitante interestelar de um sistema solar distante e não identificado - o primeiro a ser encontrado.
Apropriadamente para um objeto com origens tão estranhas, logo ficou claro que 'Oumuamua era apropriadamente estranho. Duas coisas em particular fixaram os cientistas.
O primeiro foi sua misteriosa aceleração para longe do Sol, que era difícil de conciliar com muitas idéias sobre o que poderia ter sido feito. O segundo era sua forma peculiar - segundo algumas estimativas, era 10 vezes mais comprido do que largo. Antes de 'Oumuamua, os objetos espaciais mais alongados conhecidos eram três vezes mais longos do que largos.
Ao longo dos anos que se seguiram, as revistas científicas e as manchetes da mídia global fervilharam de especulação. Era um bloco de hidrogênio sólido ? Poderia ter sido um "coelho de poeira" cósmico - uma versão espacial gigante dos tufos de cabelo e detritos freqüentemente encontrados sob a mobília da sala de estar? Ou foi, como sugeriu o estimado astrônomo de Harvard Avi Loeb, uma construção artificial feita por uma civilização extraterrestre inteligente ?
 |
| Oumuamua |
Um convidado surpresa
Os cientistas suspeitavam há décadas que nosso sistema solar poderia ser visitado regularmente por esses viajantes intergalácticos, muitos dos quais se supõe que vagueiam entre as estrelas há bilhões de anos. Mas embora existam centenas de instrumentos especializados varrendo os céus todas as noites, desde um telescópio coberto de neve no Pólo Sul até o Atacama Large Millimeter Array (Alma) nos Andes chilenos, nenhum jamais foi localizado.
....
Então, não muito depois de 'Oumuamua aparecer, algo inesperado aconteceu: eles encontraram outro.
Em 30 de agosto de 2019, o engenheiro e astrônomo amador Gennady Borisov avistou um objeto se movendo contra o céu antes do amanhecer de seu observatório pessoal em Nauchnyi, Crimeia - usando um telescópio que ele próprio construiu. Mesmo à primeira vista, ele percebeu que era especial - estava viajando em uma direção diferente dos cometas que habitam o cinturão de asteróides principal que abrange o Sistema Solar.
2I / Borisov foi nomeado em homenagem a seu descobridor e é suspeito de ser um cometa desonesto - que não está vinculado a uma estrela. Então, de onde vêm esses visitantes? O que eles podem nos dizer sobre sistemas solares alienígenas? E com que frequência devemos esperar vê-los?
Para descobrir, primeiro ajuda saber do que são feitos.
Uma misteriosa ausencia
'Oumuamua ainda não foi definitivamente classificado como um cometa ou asteróide - pode ser algo completamente diferente - mas os cientistas sempre pensaram que a maioria dos objetos interestelares seria o primeiro. Alguns dos cometas que atualmente habitam os confins de nosso próprio sistema solar podem ter sido originalmente viajantes interestelares antes de serem capturados pela gravidade do Sol, então isso faria sentido.
No entanto, a maioria dos cometas tem "caudas" - manchas brilhantes que ficam atrás deles - que se formam quando viajam perto do Sol e se aquecem, liberando gases congelados e poeira dentro deles. Como você já deve ter adivinhado, 'Oumuamua não. Isso foi particularmente chocante, porque seu caminho o levou para as profundezas do Sistema Solar, mergulhando em direção ao Sol e errando por apenas 0,26 UA - cerca de um quarto da distância da Terra ao Sol.
"À medida que os dados chegavam, mais e mais peculiaridades surgiam", diz Loeb, acrescentando que participou de uma conferência sobre 'Oumuamua nessa época e, quando terminou, saiu da sala com um colega que trabalhou em asteróides por décadas . "Ele disse: 'Isso é tão estranho, eu gostaria que nunca tivesse existido' - tirou as pessoas de sua zona de conforto."
 |
| 2I / Borisov |
No início, os cientistas pensaram que talvez isso significasse que 'Oumuamua era um asteróide rochoso, afinal. Então, mais observações surgiram. "Eles descobriram que ele tinha essa aceleração à medida que se afastava do Sol", diz Alan Jackson, astrônomo e cientista planetário da Universidade do Estado do Arizona.
Isso era universalmente desconcertante. É perfeitamente normal que os cometas acelerem ao viajarem de um encontro próximo com o Sol, mas apenas porque estão sendo movidos por suas caudas - os gases sendo ejetados lhes dão um impulso, como o motor de um foguete.
“Essa é realmente a gota d'água que quebrou as costas do camelo para mim, por assim dizer - além da força de gravidade do Sol, havia algo o empurrando para longe”, diz Loeb. "Para explicar esse impulso, era necessário que cerca de um décimo da massa desse objeto evaporasse."
Uma ideia era que talvez o objeto fosse um "iceberg de hidrogênio" - um pedaço gigante de hidrogênio congelado, que poderia ter formado uma cauda que não seria visível da Terra.
No entanto, nem todos ficaram convencidos. Para começar, ninguém jamais viu gelo de hidrogênio no espaço - Loeb e seus colegas argumentaram que pedaços dele não poderiam ter permanecido frios o suficiente para formar um objeto grande como 'Oumuamua. E dado que seu ponto de congelamento (-259C / -434F) é apenas ligeiramente acima da temperatura ambiente do Universo, parece improvável que ele teria sobrevivido à jornada de várias centenas de milhões de anos da região mais próxima do espaço que se pensava fazer tal objetos. Como disse um comentarista, ele teria se despedaçado depois de "ser cozinhado pela luz das estrelas ".
Em toda a confusão, a ideia de que 'Oumuamua pode ter sido feito por uma civilização alienígena inteligente começou a parecer um pouco mais plausível - por um lado, os cientistas do Instituto Seti ficaram intrigados o suficiente para apontar um telescópio para ele e ouvir quaisquer sinais de rádio que possa estar emitindo.
No cenário da tecnologia alienígena, o impulso inexplicável que 'Oumuamua recebeu do Sol foi causado pelo reflexo da luz do sol em sua superfície, que precisaria ser fina, plana e refletiva - como o vento empurrando a vela de um barco. O objeto era de fato extremamente brilhante pelo tamanho que era, "mas é claro que a natureza não faz velas", diz Loeb. "Então foi isso que me levou a sugerir em um artigo da Scientific American e depois em um artigo científico [e agora um livro ] que pode ser de origem artificial."
Loeb explica que outro objeto - 2020-SO - recebeu uma aceleração similarmente misteriosa do Sol em setembro de 2020. Foi inicialmente localizado pelo mesmo telescópio que encontrou 'Oumuamua, e acabou sendo um foguete impulsionador da missão fracassada Surveyor II lançada em 1966, que visava pousar uma espaçonave na lua. Foi lançado com sucesso no espaço, mas rapidamente perdeu contato e ficou à deriva por décadas. Como a proposta "vela de luz" alienígena de Loeb, ela tinha uma superfície plana e reflexiva que podia repelir a luz e impulsioná-la para frente.
No final, Seti não encontrou nada - embora isso não exclua a possibilidade de que 'Oumuamua pertencesse a uma civilização cósmica morta há muito tempo.
Então, finalmente, no início deste ano, Jackson e seu colega Steven Desch vieram com uma explicação que parece explicar as características peculiares de 'Oumuamua, sem a necessidade de qualquer tecnologia alienígena. Eles começaram descartando coisas. Por um lado, eles sabiam que se houvesse gases saindo de 'Oumuamua, eles não poderiam incluir monóxido de carbono, água ou dióxido de carbono, porque os astrônomos os teriam visto.
“Tinha que ser algo que ninguém havia considerado antes”, diz Desch. Também não poderia ser hidrogênio, porque o Universo é muito quente. "Acabamos de perceber que o gelo de nitrogênio pode fornecer exatamente a quantidade de impulso necessária - e isso é observado em Plutão", diz ele. Para corroborar a ideia, eles calcularam o quão brilhante era a superfície de 'Oumuamua e compararam-na com a refletividade do gelo de nitrogênio - e descobriram que os dois eram correspondências mais ou menos exatas.
A equipe concluiu que o objeto era provavelmente um pedaço de gelo de nitrogênio, que foi retirado da superfície de um exoplaneta parecido com Plutão em torno de uma jovem estrela. Com base na evolução de nosso próprio sistema solar, que começou com milhares de planetas semelhantes na vizinhança gelada do cinturão de Kuiper, eles sugeriram que o fragmento pode ter se quebrado cerca de meio bilhão de anos atrás.
“Eventualmente, Neptune se moveu por aquela região e ejetou muito do material - e isso aconteceu muito cedo”, diz Desch. Eles sugerem que 'Oumuamua tem viajado pela vastidão fria e estéril do espaço profundo desde então.
Embora o objeto tivesse finalmente alcançado a borda mais externa do Sistema Solar há muitos anos, levaria muito tempo para viajar até a região central e amena onde foi descoberto pela primeira vez - e foi gradualmente desgastado em uma panqueca enquanto abordado. Isso explica sua forma incomum e sua aceleração de uma só vez, porque o nitrogênio evaporado teria deixado uma cauda invisível que o impeliu para a frente. "Nossa atmosfera é principalmente de nitrogênio e você pode ver isso", diz Jackson. "O gás nitrogênio é difícil de detectar."
Novamente, nem todo mundo está feliz com essa sugestão.
A geleira Sputnik Planitia de Plutão é feita principalmente de gelo de nitrogênio e contém milhares de poços suspeitos de serem causados por ilhas flutuantes de gelo de água (Crédito: Alamy)
A geleira Sputnik Planitia de Plutão é feita principalmente de gelo de nitrogênio e contém milhares de poços suspeitos de serem causados por ilhas flutuantes de gelo de água (Crédito: Alamy)
Por um lado, Loeb está cético de que o planeta parecido com Plutão, de onde 'Oumuamua veio, teria uma área de superfície grande o suficiente para ser estatisticamente plausível que encontramos um fragmento dele. A equipe dele calculou que você precisaria que as estrelas da galáxia tivessem 100 vezes a massa que têm, para explicar por que vimos um iceberg de nitrogênio que foi lascado. "A camada superficial de Plutão tem apenas uma pequena porcentagem de seu tamanho", diz ele, "então isso simplesmente não faz sentido".
Mas se a teoria estiver correta, 'Oumuamua pode ter fornecido um raro vislumbre do que existe em sistemas solares alienígenas.
No momento, só podemos ver os planetas que orbitam outras estrelas indiretamente - por quanta luz eles bloqueiam quando sua silhueta passa na frente das estrelas, ou pela maneira como sua gravidade distorce a luz quando eles passam. É tudo uma questão de distâncias alucinantes envolvidas. Viajar os 4,2 anos-luz (25 trilhões de milhas) até a estrela mais próxima, Proxima Centauri, levaria milhares de anos com nossa tecnologia atual. Se ele deixasse a Terra agora, uma espaçonave como a Voyager - que atualmente está explorando o espaço profundo fora do nosso sistema solar - chegaria no ano 75100.
"Chegar a outro planeta extra-solar nunca vai acontecer na minha vida, ou na da civilização ocidental", diz Jackson. "Mas podemos fazer com que a natureza nos entregue pedaços deles que possamos ver de perto."
O fato de 'Oumuamua ainda ser relativamente grande quando entrou em nosso sistema solar sugere que ainda era um fragmento imaculado de seu planeta original, preservado no vácuo gelado do espaço por meio bilhão de anos. Em todo esse tempo, é provável que nunca tenha encontrado outra estrela de perto, até que topou com a nossa. "Ele provavelmente passou por dezenas de sistemas solares em uma fração de um ano-luz, mas não teria sobrevivido a outra viagem perto de um sol como o nosso", diz Desch.
Em particular, a possível identidade de 'Oumuamua como um iceberg de nitrogênio gelado sugere que outros sistemas solares são tranquilizadoramente semelhantes ao nosso.
"O que isso nos diz é que nas regiões externas de outros sistemas planetários, temos esses objetos maiores, como Plutão", diz Jackson. Cálculos até sugeriram que o gelo tinha uma tonalidade avermelhada, semelhante à encontrada nas camadas das geleiras de nitrogênio de Plutão, que contêm metano. "Eles são grandes o suficiente para serem diferenciados - eles eram quentes o suficiente para separar os diferentes materiais dos quais eram feitos e produzir uma estrutura em camadas."
Antes de 'Oumuamua, os limites externos de outros sistemas planetários eram um mistério total, porque os objetos lá estão muito distantes para formar uma silhueta contra a estrela de sua vizinhança. “Nós só sabemos realmente sobre aqueles que estão mais perto, porque eles circulam com mais frequência e bloqueiam mais a luz das estrelas”, diz Jackson.
Até o próprio nitrogênio é uma notícia - no Sistema Solar, é onipresente. Mas até 'Oumuamua, era impossível dizer se era comum em outros lugares. “Isso não é algo que tenhamos qualquer tipo de controle direto antes”, diz Jackson.
Um cometa ‘enfadonho’
Felizmente, 2I / Borisov revelou-se enfaticamente menos difícil de decifrar do que seu companheiro cósmico. Foi reconhecido como o primeiro cometa interestelar já encontrado. Muito parecido com aqueles remanescentes nas bordas externas do Sistema Solar, acredita-se que 2I / Borisov tenha sido composto de uma mistura lamacenta de água, poeira e monóxido de carbono. Ele tinha uma cauda visível e era mais ou menos o que os cientistas esperavam. No mínimo, 2I / Borisov faz 'Oumuamua parecer ainda mais estranho.
Acredita-se que 2I / Borisov tenha sido arrancado de um antigo sistema solar centrado em torno de uma estrela anã vermelha, o tipo mais escuro e abundante de nossa galáxia. Com base em sua velocidade e trajetória, uma equipe internacional calculou provisoriamente que pode ter se originado em torno da estrela Ross 573 - agora uma anã branca - que habita uma região do espaço a cerca de 629 trilhões de milhas (965 trilhões de km) de distância do sol. Eles sugerem que ele foi ejetado para o espaço após a violenta colisão de três grandes objetos nesta vizinhança celestial há cerca de 900.000 anos.
No entanto, Jackson tem dúvidas. "Não sabemos de qual sistema estelar específico 2I / Borisov veio, ele está viajando por muito tempo para rastrear um sistema individual", diz ele. "Mas porque Borisov se parece mais com um cometa do sistema solar, esperaríamos que ele viesse de uma nuvem de cometas dentro de seu sistema original, onde quer que esteja."
2I / Borisov é excepcionalmente rico em monóxido de carbono, sugerindo que veio de uma estrela fria - ou que outros sistemas solares têm uma química diferente (Crédito: NASA, ESA e D. Jewitt)
2I / Borisov é excepcionalmente rico em monóxido de carbono, sugerindo que veio de uma estrela fria - ou que outros sistemas solares têm uma química diferente (Crédito: NASA, ESA e D. Jewitt)
Um cálculo impossível
Enquanto alguns especialistas estão refletindo sobre como 'Oumuamua e 2I / Borisov podem ser tão diferentes, outros estão trabalhando exatamente em quantos outros objetos podem ser iguais a eles.
"Esperávamos que eventualmente veríamos objetos interestelares, porque sabemos que os cometas em nosso próprio sistema solar são ejetados em uma base razoavelmente regular", disse Jackson. Era lógico supor que o mesmo processo aconteceria em outro lugar na galáxia - mas totalmente hipotético.
 |
| 2I / Borisov |
Mesmo após a descoberta de 'Oumuamua, exatamente quão raro ou estatisticamente improvável sua chegada era tão desconcertante quanto o próprio objeto - pelo que todos sabiam, sua chegada poderia ter sido um evento único na vida. Da mesma forma, nosso sistema solar pode estar fervilhando com esses fragmentos da galáxia mais ampla, que são tão escuros que só aparecem quando seu caminho passa direto pelo sol.
Agora que os cientistas encontraram dois viajantes interestelares, seu palpite foi mais ou menos confirmado. Mas estimar exatamente o quão comuns esses objetos são - e com que freqüência podemos esperar vê-los - permanece extremamente complicado.
Um cálculo inicial realizado por Loeb e colegas muito antes de quaisquer objetos interestelares serem realmente vistos, em 2009, examinou a probabilidade de encontrarmos um único objeto. Eles basearam sua estimativa na densidade das estrelas na Via Láctea e em suposições sobre a quantidade de matéria que cada uma delas está ejetando para o universo mais amplo, depois compararam isso com a sensibilidade do telescópio mais poderoso da Terra. Eles concluíram que a probabilidade de encontrar um em todo o seu tempo de pesquisa é "muito pequena" - entre um em 1.000 e um em 100.000. Objetos como 'Oumuamua deveriam ser tão raros que os cientistas quase não deveriam ter visto.
Mas eles fizeram. Com base em sua detecção bem-sucedida, uma equipe calculou que, em cada unidade tridimensional de espaço com lados do comprimento da distância da Terra ao Sol, você encontraria aproximadamente cinco objetos cósmicos de tamanho semelhante em qualquer momento.
Isso sugere uma densidade significativamente maior de matéria interestelar na galáxia do que se pensava anteriormente. Também indica que, em vez de serem produzidos exclusivamente por sistemas solares jovens quando seus planetas estão se formando, esses objetos são liberados durante toda a vida das estrelas - ou não seriam tão comuns.
Enquanto isso, pesquisas mais recentes - feitas após a descoberta de 2I / Borisov - sugerem que existem cerca de 50 objetos interestelares abrangendo pelo menos 50 metros em nosso sistema solar a qualquer momento.
Isso é significativo, porque nem todos os objetos interestelares são tão inocentes quanto nossos visitantes recentes. Embora se acredite agora que o impacto que matou os dinossauros tenha vindo de um objeto que se originou em nosso próprio sistema solar, os asteróides e cometas interestelares são provavelmente especialmente destrutivos, porque viajam significativamente mais rápido do que aqueles que orbitam nosso próprio sol.
Uma busca por mais...
De qualquer forma, os cientistas estão prestes a obter algumas respostas. Detectar o brilho fraco de objetos interestelares requer equipamento poderoso - exatamente o tipo que um novo observatório em construção no Chile terá.
O Observatório Vera Rubin fica no topo do Cerro Pachón, uma montanha de 2.682 metros (8.799 pés) de altura no norte do país. Espera-se que vá ao ar em 2022 ou 2023 e abriga a maior câmera digital já construída para o campo da astronomia. Ele realizará pesquisas noturnas dos céus noturnos, em busca de objetos próximos à Terra com pelo menos 140 m (500 pés) de diâmetro - cerca de dois terços do tamanho de 'Oumuamua e um sétimo do tamanho de 2I / Borisov.
Muitos astrônomos estão otimistas de que ele encontrará o próximo objeto interestelar - bem como o elusivo planeta extra hipotético do nosso sistema solar, o Planeta Nove. "O que realmente precisamos é ver mais objetos como 'Oumuamua, então podemos olhar para essas estatísticas e realmente obter uma imagem adequada de quantos desses tipos de objetos existem", diz Jackson.
O telescópio LSST em construção no Chile será o mais poderoso da Terra, com vidro polido a cerca de um milionésimo de polegada do formato necessário (Crédito: Getty Images)
O telescópio LSST em construção no Chile será o mais poderoso da Terra, com vidro polido a cerca de um milionésimo de polegada do formato necessário (Crédito: Getty Images)
A esperança de Loeb é que o telescópio identifique o próximo objeto interestelar quando ele estiver a caminho de nosso sistema solar, com aviso suficiente para que tenhamos tempo de enviar uma espaçonave para interceptá-lo e dar uma olhada mais de perto. Ele cita a missão Osiris-Rex, que foi lançada em setembro de 2016 e já viajou com sucesso para o asteróide Bennu, a mais de 200 milhões de milhas (321 milhões de km) da Terra. Atualmente está de volta, devendo retornar com fotos e amostras em 2023.
"E isso vai nos dizer se é artificial, ou natural", diz Loeb. "E, claro, se parecer artificial, será muito interessante. E poderíamos pousar nele e até mesmo ler os rótulos‘ Fabricado no planeta X ’."
Desch está igualmente entusiasmado com uma viagem a um objeto interestelar, embora por razões um pouco mais convencionais. "Quando pensamos em qualquer tipo de nave espacial indo para algo em nosso próprio sistema solar, temos uma lista de verificação das coisas que queremos chegar, e isso seria o mesmo", diz ele, listando alguns dos itens mais importantes, por exemplo, se contém aminoácidos - sugerindo uma possível vida orgânica - e determinando se contém água ou monóxido de carbono. "Para obter um resumo de toda a química do objeto, é isso que eu quero", diz ele.
Mas, aconteça o que acontecer, Loeb gostaria de ver a comunidade científica manter a mente aberta - especialmente se nosso terceiro encontro com um objeto interestelar for tão desconcertante quanto 'Oumuamua. “Se encontrarmos algo que nunca vimos antes, vamos coletar mais dados e descobrir a natureza disso, porque então aprenderemos algo novo sobre os viveiros ou as fábricas que fazem esses objetos”, diz ele.
 |
| 2I / Borisov orbita |
Fonte: bbc.com
* Zaria Gorvett é jornalista sênior da BBC Future e tweetou para @ZariaGorvett
Este artigo foi atualizado em 7 de maio de 2021. A versão original citou incorretamente Alan Jackson, descrevendo a aceleração de 'Oumuamua conforme se afastava do Sol como "rápida".
