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Cientistas observam o nascimento de um cometa a 5 bilhões de quilômetros de distância
Os astrónomos testemunharam um pequeno corpo gelado que orbita o Sol, para além de Júpiter, transformando-se num cometa, fornecendo um elo perdido entre os cometas e os corpos inertes chamados centauros.
O objeto em questão chama-se 450P/LONEOS e tem o nome da pesquisa do Observatório Lowell que o encontrou em 2004. É um centauro, que é uma raça de corpo inativo que orbita o sol entre Júpiter e Netuno. Acredita-se que esses objetos tenham vindo do Cinturão de Kuiper além Plutãoseus caminhos talvez tenham sido perturbados por interações gravitacionais distantes com o gigante gasoso planetas, ou mesmo um empurrãozinho de uma passagem estrela.
Como a órbita de um determinado centauro cruza o caminho de pelo menos um de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, a órbita de um centauro é instável ao longo de milhões de anos. Consequentemente, os planetas gigantes podem empurrá-los ainda mais para perto do Sol ou expulsá-los do sistema solar inteiramente.
Há muito se suspeita que aqueles que são empurrados para mais perto do Sol se transformam no que é chamado de família de Júpiter. cometasque são cometas com períodos orbitais ao redor do Sol inferiores a 20 anos e que são influenciados pela gravidade de Júpiter.
Até o momento, ninguém jamais viu um centauro se transformar em um cometa da família de Júpiter. O período orbital de 450P é atualmente de 22 anos, por isso ainda não é um cometa da família de Júpiter, mas astrónomos liderados pelo cientista planetário Charles Schambeau, da Universidade da Florida Central, têm observado o início do comportamento semelhante ao de um cometa no centauro. Em particular, usando o telescópio Gemini North no Havaí, eles observaram a formação de uma nuvem de gás e poeira chamada coma em torno do núcleo sólido de 450P, com esta coma aumentando de brilho no período entre 2019 e 2024, quando 450P chegou a periélio (o ponto mais próximo do sol em sua órbita).
Se o 450P mantiver esse comportamento semelhante ao de um cometa e receber mais um empurrão gravitacional de um dos planetas gigantes, então ele poderá finalmente se tornar um cometa da família de Júpiter.
“Estudar objetos como o 450P nos ajuda a conectar diferentes estágios da evolução de corpos pequenos”, disse Schambeau em um artigo. declaração. “Os centauros estão provavelmente relacionados com objetos transnetunianos, e alguns acabarão por se tornar cometas de curto período. Ao estudar a sua atividade, propriedades de superfície e composição volátil (substâncias com baixos pontos de ebulição ou sublimação, como água e dióxido de carbono), podemos aprender como os núcleos dos cometas mudam à medida que se movem para dentro através do sistema solar, durante quanto tempo preservam os gelos primitivos e que processos físicos transformam um corpo gelado, de outra forma silencioso, num cometa ativo.”
Usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), a equipe de Schambeau analisou o coma do 450P, encontrando gás dióxido de carbono e sugestões de partículas de gelo cristalino e poeira.
Acredita-se que sua transição de centauro para cometa tenha resultado do encontro de 450P com o destino. Ao rastrear a sua órbita antes da sua descoberta em 2004, os astrónomos descobriram que o 450P tinha chegado a 2,9 milhões de milhas (4,6 milhões de quilómetros) de Saturno em 1992. Isso é bastante próximo nas escalas do sistema solar. A interação gravitacional do objeto com o planeta anelado fez com que a órbita do 450P encurtasse significativamente, de modo que seu periélio está agora em 5,4. unidades astronômicas 506 milhões de milhas, ou 813 milhões de km), que está apenas um pouco além da órbita de Júpiter em 5,2 unidades astronômicas.
O seu último periélio foi em agosto de 2024 e, ao aproximar-se do Sol, o 450P recebeu substancialmente mais calor do que no passado.
“Esse aumento do aquecimento solar pode aquecer a superfície e as camadas subterrâneas do núcleo”, disse Schambeau. “À medida que essas camadas aquecem, gelos voláteis ou gases aprisionados podem ser liberados, o que pode arrastar a poeira para longe da superfície e causar coma”.
A importância da descoberta do gás dióxido de carbono pelo JWST no crescente coma do 450P, juntamente com a completa ausência de vapor de água, diz-nos que é o dióxido de carbono que impulsiona a atividade no 450P.
“A uma distância de 450P do Sol, o núcleo é demasiado frio para que a sublimação normal de água-gelo seja a principal fonte de actividade, pelo que a detecção de dióxido de carbono dá-nos uma pista importante sobre o que está a alimentar o coma,” disse Schambeau.
Embora não haja vapor de água, o JWST detectou indícios de partículas sólidas de água gelada cristalina.
“O possível gelo cristalino de água também é interessante porque sugere que parte do gelo na cabeleira sofreu aquecimento ou processamento físico, em vez de permanecer completamente inalterado desde a formação”, disse Schambeau.
Em corpos cometários primitivos e objetos da Cintura de Kuiper, o gelo está geralmente num estado amorfo, o que significa que as moléculas de água congelada não estão estruturadas ou dispostas de qualquer forma particular, dando ao gelo uma composição porosa que lhe permite reter bolsas de gás. À medida que o 450P se aproxima do Sol, o calor extra que recebe faz com que o gelo amorfo se transforme em gelo cristalino que tem uma estrutura mais regular. Durante a transformação, os gases escapam, arrastando consigo partículas de poeira e gelo da superfície. Portanto, a presença de gelo cristalino diz-nos que o 450P está em processo de alteração térmica do seu estado original, o que muito possivelmente remonta ao nascimento do sistema solar, há 4,5 mil milhões de anos.
Apenas uma pequena fração de Centauros já mostrou sinais de atividade, o que torna o periélio recente do 450P muito importante para ser estudado porque é um raro exemplo de um estágio inicial na transição de um centauro para um cometa.
“Os centauros são cientificamente importantes porque se pensa que são objetos de transição que se originaram mais longe no sistema solar e estão lentamente a evoluir para se tornarem cometas da família de Júpiter,” disse Schambeau. “Nesse sentido, dão-nos uma forma de estudar material relativamente primitivo do sistema solar exterior, enquanto este começa a responder a um aquecimento solar mais forte.”
As descobertas foram aceitas para publicação futura no Planetary Science Journal e estão atualmente disponíveis no site. arXiv arquivo de pré-impressão.
