Um cometa raro de fora do sistema solar está fornecendo aos astrônomos uma rara janela sobre como é um sistema planetário “alienígena” nascido em um ambiente completamente diferente do sistema solar. O objeto, denominado 3I/ATLAS, foi descoberto há menos de um ano enquanto viajava pelo nosso sistema solar. Embora os cientistas ainda não saibam exatamente onde ele se originou, um novo estudo liderado pela Universidade de Michigan mostra que o cometa provavelmente se formou em uma região incomumente fria do universo.
A pesquisa foi publicada na última edição da “Nature Astronomy”. A principal conclusão é que a água contida no 3I/ATLAS é rica num tipo especial de moléculas de água chamada “água pesada”, que é caracterizada por um teor anormalmente elevado de deutério (hidrogénio pesado). A pesquisa recebeu financiamento da Fundação Nacional de Ciência dos EUA e da Agência Nacional Chilena de Pesquisa e Desenvolvimento Científico, entre outros. A equipa de investigação destacou que através desta proporção isotópica especial, os cientistas podem realizar "deduções inversas" químicas sem precedentes sobre as condições de formação de outros sistemas planetários na Via Láctea.
As moléculas de água são compostas por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio e têm a fórmula química H₂O. Na água comum, os átomos de hidrogênio contêm apenas um próton; o deutério, um isótopo mais pesado do hidrogênio, possui prótons e nêutrons no núcleo. Os pesquisadores descobriram que uma proporção significativa das moléculas de água no 3I/ATLAS eram “água deuterada”, que é água pesada contendo deutério. Água pesada é encontrada na Terra e em cometas por todo o sistema solar, mas a quantidade no 3I/ATLAS excede em muito as observações anteriores.
"A proporção de deutério na água pesada para hidrogénio comum neste cometa é maior do que a que vemos noutros sistemas planetários e cometas planetários," disse Luis Salazar Manzano, primeiro autor do artigo e estudante de doutoramento no Departamento de Astronomia da Universidade do Michigan. O estudo mostra que a proporção deutério/hidrogénio da água no 3I/ATLAS é cerca de 30 vezes maior do que a medida para qualquer cometa do sistema solar, e cerca de 40 vezes maior do que a encontrada nos oceanos da Terra. Esta proporção extrema sugere que se formou num ambiente extremamente frio e recebeu níveis de radiação muito mais baixos do que o ambiente local quando o sistema solar era jovem.
A equipa de investigação científica destacou que proporções químicas como deutério/hidrogénio na água são "impressões digitais" importantes para a compreensão das condições de formação de cometas e planetas. Depois de comparar as assinaturas químicas do 3I/ATLAS com objetos do sistema solar, os investigadores concluíram que o cometa provavelmente nasceu numa região interestelar onde as temperaturas eram mais frias e a radiação era mais fraca. “Isto prova que as condições que contribuíram para a formação do nosso sistema solar não são um modelo universal no universo.” Teresa Paneque-Carreño, uma das colíderes do artigo e professora assistente de astronomia na Universidade de Michigan, destacou: “Isso pode parecer óbvio, mas muitos julgamentos aparentemente ‘óbvios’ na ciência devem ser confirmados um por um com dados”.
Para conduzir uma análise química tão detalhada de um visitante interestelar, a sorte também é crucial. Primeiro, o 3I/ATLAS deve ser descoberto suficientemente cedo no sistema solar para que os astrónomos possam aproveitar o tempo de observação dos principais telescópios. Depois de completar a confirmação inicial, Salazar Manzano e a sua equipa candidataram-se com sucesso para tempo de observação no Observatório MDM no Arizona, EUA, onde capturaram alguns dos primeiros sinais do gás libertado pelo cometa.
Colaborou então com Panek-Carreño, especializado em estudos de composição molecular utilizando o telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile. O ALMA é suficientemente sensível para distinguir as diferenças de sinais fracos entre a água comum e a água pesada deuterada, permitindo à equipa calcular diretamente a relação entre as duas. Os cientistas enfatizam que esta é a primeira vez que uma análise de isótopos de água fina foi realizada com sucesso num objeto interestelar.
“Estar na Universidade de Michigan e ter acesso a essas instalações é fundamental para tornar este trabalho possível”, disse Salazar Manzano. Ele disse que os membros da equipe têm vasta experiência e pontos fortes complementares em vários campos, o que lhes permite integrar com eficiência diferentes dados observacionais e fornecer explicações físicas que possam resistir aos testes.
Até agora, a comunidade astronômica confirmou apenas três visitantes interestelares no sistema solar, um dos quais é o 3I/ATLAS. Os investigadores acreditam que este estudo mostra que, desde que as condições de observação o permitam, o “exame físico” químico de objetos interestelares é completamente viável no futuro, o que abrirá uma nova janela para a compreensão do processo de formação de vários sistemas planetários na Via Láctea. À medida que uma nova geração de instalações de pesquisa do céu fica online, espera-se que a descoberta de tais visitantes interestelares aumente significativamente.
Panek-Carreño também enfatizou que a importância de proteger os céus noturnos escuros e reduzir a poluição luminosa cresce a cada dia. Somente com um céu de fundo suficientemente claro e escuro é que os astrónomos podem continuar a capturar estes sinais fracos do espaço profundo.