Resumo:
Os astrónomos inicialmente esperavam que deveria haver um grande número de pequenos objetos gelados nos confins do sistema solar, para além da órbita de Neptuno. No entanto, utilizando o Telescópio Espacial James Webb e o Telescópio Espacial Hubble para realizar a investigação mais aprofundada até à data, a equipa de investigação descobriu que a realidade não é consistente com algumas previsões teóricas: o número destes microcorpos celestes é muito menor do que o esperado anteriormente.
Esta investigação centra-se nos Objectos Transnetunianos (TNOs), que são pequenos objectos gelados distribuídos para além da órbita de Neptuno e são considerados os "materiais de construção primitivos" que sobraram da formação inicial do sistema solar. Como estes objetos retêm informações importantes sobre a fase de nascimento do sistema solar, sempre foram pistas importantes no estudo do processo de formação planetária.
Para procurar estes objetos extremamente distantes e ténues, a equipa de investigação utilizou em conjunto o Telescópio Espacial Hubble e o Telescópio Espacial Webb pela primeira vez para realizar observações simultâneas do mesmo céu. O Hubble é responsável pela observação da banda da luz visível, enquanto o Webb é responsável pela banda do infravermelho. Ao combinar os dados dos dois, os pesquisadores podem determinar as órbitas, tamanhos e características da cor da superfície desses corpos celestes.
Durante a investigação, a equipe de pesquisa descobriu um total de 27 objetos transnetunianos até então desconhecidos. Alguns desses alvos estão entre os menores e mais tênues objetos já observados diretamente. O diâmetro mínimo do alvo é de cerca de 5 quilômetros, o que representa apenas um quinto do limite de observação dos telescópios terrestres mais avançados.
Esses objetos são extremamente tênues e a maioria é 100 milhões de vezes mais tênue do que objetos visíveis a olho nu. Quão escuro é um dos alvos? Os pesquisadores descrevem que é tão difícil quanto ficar na Terra e observar um pequeno grupo de vaga-lumes brilhando na superfície da lua.
Originalmente, os cientistas esperavam que o número de tais objetos aumentasse significativamente à medida que seu tamanho diminuísse. No entanto, observações reais mostram que o número de objetos transnetunianos de pequeno porte é significativamente menor do que o previsto por alguns modelos de formação planetária.
Esta descoberta é de grande importância para a compreensão da história da formação do sistema solar.
A teoria dominante atual é que a poeira e pequenas partículas que orbitavam o Sol no início do Sistema Solar gradualmente se reuniram para formar corpos celestes chamados "planetes". Esses planetesimais colidiram e se fundiram para formar planetas. No entanto, a região fora de Netuno não conseguiu completar este processo, de modo que um grande número de relíquias dos primeiros estágios de formação ainda estão preservados.
Os pesquisadores originalmente pensavam que múltiplas colisões deveriam destruir continuamente esses pequenos corpos celestes, produzindo assim fragmentos cada vez menores. No entanto, as últimas descobertas indicam que isto não parece estar a acontecer como esperado.
Além do pequeno número, as cores desses objetos também surpreenderam os pesquisadores.
De acordo com alguns modelos, após bilhões de anos de colisões, a composição da superfície de pequenos corpos celestes deveria ser significativamente diferente daquela de grandes corpos celestes semelhantes. No entanto, observações reais descobriram que estes pequenos objetos transnetunianos recém-descobertos têm características de cor muito semelhantes às dos membros maiores.
Uma vez que a cor é considerada uma importante “impressão digital” da composição da superfície, este resultado significa que estes minúsculos corpos celestes podem ter mantido as características originais da sua formação ao longo da sua longa história e não mudaram completamente as suas propriedades superficiais devido a colisões frequentes.
A equipe de pesquisa analisou ainda dois tipos diferentes de objetos transnetunianos.
Uma categoria é chamada de objetos transnetunianos "frios". Esses corpos celestes sempre se movem em uma órbita quase circular perto do plano principal do sistema solar e são considerados como tendo basicamente mantido o estado em que estavam quando nasceram. A outra categoria é chamada de objetos transnetunianos “quentes”. A pesquisa acredita que eles foram originalmente formados na área entre Urano e Netuno. Mais tarde, à medida que os planetas gigantes exteriores migraram, foram ejetados para órbitas mais distantes pela gravidade. Agora suas trajetórias são mais inclinadas e altamente elípticas.
Surpreendentemente, independentemente de pertencerem ao grupo "quente" ou ao grupo "frio", estes corpos celestes apresentam padrões de distribuição de tamanho semelhantes.
Os investigadores disseram que isto significa que o processo de formação do planetesimal pode não ser muito sensível ao ambiente original do disco estelar na altura. Independentemente de o ambiente de formação ser mais denso ou esparso, mais quente ou mais frio, a distribuição de tamanho dos planetesimais resultantes é bastante semelhante.
O que é ainda mais interessante é que estes corpos celestes ainda parecem reter a informação característica do seu “local de nascimento”. Mesmo depois de bilhões de anos de perturbações orbitais ou mesmo de serem ejetados para áreas distantes, eles ainda retêm vestígios de seu período de formação em características físicas como a cor.
Os pesquisadores acreditam que isso mostra que esses corpos celestes “lembram” até certo ponto como nasceram.
Esta descoberta não só desafia alguns modelos de previsão sobre o número de objetos além de Netuno, mas também fornece novas restrições para a compreensão do mecanismo de formação de planetas nos estágios iniciais do Sistema Solar.
À medida que os telescópios Webb e Hubble continuam a realizar observações mais profundas, os astrónomos esperam explicar melhor porque é que estes objetos microscópicos não são abundantes, porque é que conseguem manter as suas características originais da superfície durante tanto tempo e como é que estes fenómenos refletem a verdadeira história do nascimento do Sistema Solar.
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