Por incontáveis eras, um pequeno pedaço de gelo e poeira viajava sozinho pelo espaço interestelar, como uma garrafa selada flutuando por um vasto mar cósmico.
Neste verão, esse viajante entrou em nosso sistema solar e recebeu o nome de 3I/ATLAS, tornando-se apenas o terceiro cometa interestelar confirmado já observado. Quando pesquisadores da Universidade de Auburn direcionaram o Observatório Neil Gehrels Swift da NASA para o objeto, descobriram algo extraordinário: a primeira detecção de gás hidroxila (OH) proveniente dele, um claro sinal químico de água. O Swift foi capaz de detectar um suave brilho ultravioletas que telescópios terrestres não conseguem ver, pois opera acima da atmosfera da Terra, onde esse tipo de luz não é bloqueado antes de alcançar a superfície.
Primeira Detecção de Água no Cometa Interestelar 3I/ATLAS
Identificar água por meio de seu subproduto ultravioletas, o hidroxila, marca um passo importante para entender como os cometas interestelares se comportam e mudam ao longo do tempo. Em cometas que se formaram dentro do nosso próprio sistema solar, a água serve como a principal medida de atividade. Cientistas a utilizam para determinar como a luz solar provoca a liberação de outros gases e para comparar a mistura de materiais congelados dentro do núcleo de um cometa. Detectar a mesma assinatura de água em 3I/ATLAS significa que os astrônomos agora podem avaliá-lo utilizando os mesmos padrões aplicados a cometas do sistema solar familiar. Essa comparação abre a porta para estudar como sistemas planetários em toda a galáxia podem diferir ou se assemelhar ao nosso.
Atividade de Água Inesperada Longe do Sol
O que torna o 3I/ATLAS especialmente intrigante é a distância à qual essa atividade de água foi observada. O Swift detectou hidroxila quando o cometa estava quase três vezes mais longe do Sol do que a Terra, bem além da região onde o gelo superficial normalmente se transforma diretamente em vapor. Mesmo a essa distância, o cometa estava perdendo água a uma taxa de cerca de 40 quilos por segundo, comparável à água jorrando de uma mangueira totalmente aberta. A maioria dos cometas nativos de nosso sistema solar permanece relativamente inativa a essa distância.
O forte sinal ultravioletas sugere que processos adicionais podem estar envolvidos. Uma possibilidade é que a luz solar esteja aquecendo pequenas partículas geladas que se destacaram do núcleo. À medida que esses grãos se aquecem, podem liberar vapor e fornecer a nuvem de gás circundante. Apenas um pequeno número de cometas distantes demonstrou esse tipo de fonte de água estendida, e isso aponta para camadas de gelo que podem preservar informações sobre como e onde o objeto se formou originalmente.
Indícios sobre a Formação de Planetas Além do Nosso Sistema Solar
Cada cometa interestelar descoberto até agora revelou algo diferente sobre a química em outros sistemas planetários. Juntos, esses visitantes mostram que os ingredientes que constroem cometas, especialmente ices voláteis, podem variar amplamente de um sistema estelar para outro. Essas diferenças oferecem insights sobre como a temperatura, a radiação e a composição química moldam os materiais que eventualmente formam planetas e possivelmente criam condições adequadas para a vida.
Como o Observatório Swift da NASA Fez a Descoberta
Detectar esse suave sinal ultravioletas também foi uma conquista técnica. O Observatório Neil Gehrels Swift da NASA possui um telescópio relativamente pequeno de 30 centímetros, mas, a partir de sua posição em órbita, pode observar comprimentos de onda ultravioletas que são majoritariamente absorvidos pela atmosfera da Terra. Sem a interferência do ar e do brilho do céu, o Telescópio Ultravioletas/Óptico do Swift pode alcançar uma sensibilidade comparável a um telescópio de classe de 4 metros nesses comprimentos de onda. Sua capacidade de responder rapidamente permitiu que a equipe de Auburn observasse o 3I/ATLAS dentro de semanas após sua descoberta, antes que ele ficasse muito fraco ou se aproximasse demais do Sol para uma observação segura do espaço.
“Quando detectamos água — ou até mesmo seu sutil eco ultravioletas, OH — de um cometa interestelar, estamos lendo uma nota de outro sistema planetário,” disse Dennis Bodewits, professor de física na Auburn. “Isso nos diz que os ingredientes para a química da vida não são exclusivos do nosso.”
“Cada cometa interestelar até agora tem sido uma surpresa,” acrescentou Zexi Xing, pesquisador de pós-doutorado e autor principal do estudo. “‘Oumuamua estava seco, Borisov era rico em monóxido de carbono e agora o ATLAS está liberando água a uma distância onde não esperávamos. Cada um está reescrevendo o que pensávamos saber sobre como planetas e cometas se formam ao redor das estrelas.”
O 3I/ATLAS se apagou desde então e atualmente está fora de vista, mas espera-se que se torne observável novamente após meados de novembro. Esse retorno dará aos cientistas mais uma oportunidade de monitorar como sua atividade muda à medida que se aproxima do Sol. A detecção de hidroxila, detalhada nas Cartas da Revista Astrofísica, oferece a primeira prova concreta de que este cometa interestelar está liberando água longe do Sol. Também destaca como até mesmo um modesto telescópio espacial, operando acima da atmosfera da Terra, pode capturar sinais ultravioletas tênues que conectam este visitante raro à família mais ampla de cometas e aos distantes sistemas planetários onde tais objetos são formados.