4603: O pedaço roubado da nossa Lua parece estar a orbitar Marte

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/MARTE

Uma equipa internacional de cientistas planetários, liderada por astrónomos da AOP, encontrou um asteróide atrás de Marte. Segundo o que foi analisado, este pedaço de rocha tem uma composição muito semelhante à da Lua da Terra. Como tal, os cientistas ponderam a hipótese do asteróide ser um fragmento antigo, dos tempos dos impactos gigantescos que formaram a Lua e outros planetas rochosos no nosso sistema solar, como Marte e a Terra.

O corpo celeste encontrado é o asteróide Troiano (101429) 1998 VF31.

O que são asteróides Troianos?

Os corpos astronómicos troianos são uma classe de asteróides que seguem os planetas nas suas órbitas como um rebanho de ovelhas pode seguir um pastor. Estes estão aprisionados em “portos seguros” gravitacionais 60 graus à frente e atrás do planeta (Figura 1).

Estas rochas são de grande interesse para os cientistas, pois representam restos de material da formação e evolução inicial do sistema solar. Segundo os astrónomos da AOP, existem vários milhares desses troianos ao longo da órbita do gigante planeta Júpiter. Mais perto do Sol, os astrónomos descobriram até agora apenas uma mão-cheia de troianos de Marte, o planeta vizinho da Terra.

Representação do planeta Marte e o seu séquito de Troianos a circular em torno dos pontos Lagrange L4 e L5. A curva tracejada traça a órbita do planeta. Em L5, o asteróide 101429 é representado pelo ponto azul, o asteróide Eureka e a sua família são representados em vermelho e âmbar, respectivamente.

Estudar resquícios da formação planetária através de um Troiano

Os investigadores da AOP, na Irlanda do Norte, estudam estes asteróides de Marte para entender o que eles nos contam sobre a história inicial dos mundos internos do nosso sistema solar, os chamados planetas terrestres. Contudo, eles procuram também os Troianos da Terra.

Ironicamente, é muito mais fácil encontrar Troianos de Marte do que do nosso próprio planeta. A razão é que, se existirem estes Troianos terrestres, eles estarão sempre próximos do Sol no céu, onde é difícil apontar um telescópio. Um Troiano da Terra, chamado 2010 TK7, foi encontrado há uma década pelo telescópio espacial WISE da NASA. Contudo, a modelagem de computador mostrou que é um visitante temporário da cintura de asteróides entre Marte e Júpiter, em vez de uma relíquia planetesimal da formação da Terra.

Assim, para descobrir a composição dos Troianos de Marte, a equipa recorreu ao X-SHOOTER. Este equipamento é um espectrógrafo montado no Very Large Telescope de 8 m do Observatório Europeu do Sul (VLT) no Chile. O X-SHOOTER analisa como a superfície do asteróide reflecte a luz do sol de diferentes cores – o seu espectro de refletância.

Nesse sentido, ao realizar uma comparação espectral com outros corpos do sistema solar com composição conhecida, um processo chamado taxonomia, a equipa esperava determinar se este asteróide é feito de material semelhante aos planetas rochosos como a Terra, ou se é um pedaço de carbono – e matéria rica em água, típica do sistema solar externo além de Júpiter.

Um dos Troianos examinados foi o asteróide (101429) 1998 VF31. Como resultado, os cientistas perceberam que os dados de cores existentes no objecto sugeriram uma composição semelhante a uma classe comum de meteoritos chamados condritos comuns.

O resultado surpreendeu os cientistas

Depois de obterem os resultados, a equipa descobriu que o espectro não combinava bem com nenhum tipo específico de meteorito ou asteróide. Então, os astrónomos decidiram expandir a sua análise para incluir espectros de outros tipos de superfícies.

Para sua surpresa, descobriram (Figura 2) que a melhor correspondência espectral não era com outros corpos pequenos, mas com o nosso vizinho mais próximo, a Lua.

Uma das explicações avançadas é que se o asteróide se parece com a Lua é porque ele vem da Lua.

O sistema solar primitivo era muito diferente do lugar que vemos hoje. O espaço entre os planetas recém-formados estava cheio de destroços e as colisões eram comuns. Grandes asteróides – chamamos esses planetesimais – estavam constantemente a atingir a Lua e os outros planetas. Um fragmento de tal colisão poderia ter alcançado a órbita de Marte quando o planeta ainda estava a formar-se e este ficou preso nas suas nuvens “troianas”.

Explicou Apostolos Christou, astrónomo da AOP e principal autor do artigo.

Este artigo foi publicada na distribuição gratuita arXiv.

Pplware
Autor: Vítor M.
05 Nov 2020


3152: Descoberto primeiro planeta gigante em torno de anã branca

CIÊNCIA

Esta ilustração mostra a anã branca WDJ0914+1914 e o seu exoplaneta do tipo de Neptuno. Uma vez que o gigante gelado descreve uma órbita muito próxima da anã branca quente, a intensa radiação ultravioleta emitida pela estrela faz com que a sua atmosfera lhe seja arrancada. A maior parte do gás escapa, mas algum é puxado para um disco que fica a girar em torno da anã branca.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Com o auxílio do VLT (Very Large Telescope do ESO), os investigadores encontraram pela primeira vez evidências de um planeta gigante associado a uma estrela anã branca. O planeta descreve uma órbita próxima da anã branca quente, o resto de uma estrela do tipo do Sol, o que faz com que a sua atmosfera lhe seja arrancada, formando um disco de gás que circunda a estrela. Este sistema único dá-nos pistas de como poderá ser o nosso próprio Sistema Solar num futuro distante.

“Foi uma daquelas descobertas que se fazem por acaso,” comenta o investigador Boris Gänsicke, da Universidade de Warwick, no Reino Unido, que liderou o estudo publicado anteontem na Nature. A equipa estudou cerca de 7000 anãs brancas observadas pelo SDSS (Sloan Digital Sky Survey) e descobriu uma muito diferente das restantes. Ao analisar as variações subtis da radiação emitida pela estrela, descobriram-se indícios de elementos químicos em quantidades que nunca tinham sido antes observadas numa anã branca. “Sabíamos que tinha de haver algo de excepcional a acontecer neste sistema e pensámos que poderia estar relacionado com algum tipo de resto planetário.”

Para ficar com uma ideia melhor das propriedades desta estrela invulgar, chamada WDJ0914+1914, a equipa observou-a com o instrumento X-shooter montado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama. Estas observações de seguimento confirmaram a presença de hidrogénio, oxigénio e enxofre associados à anã branca. Ao estudar com todo o detalhe os espectros obtidos pelo X-shooter, a equipa descobriu que estes elementos se encontravam num disco de gás em torno da anã branca e não na estrela propriamente dita.

“Demorámos algumas semanas a pensar que a única maneira de tal disco poder existir seria devido à evaporação de um planeta gigante,” explica Matthias Schreiber da Universidade de Valparaíso, no Chile, que calculou a evolução passada e futura do sistema.

As quantidades detectadas de hidrogénio, oxigénio e enxofre são semelhantes às encontradas nas camadas atmosféricas profundas de planetas gigantes gelados, como Neptuno e Úrano. Se um tal planeta orbitasse perto da anã branca quente, a intensa radiação ultravioleta emitida pela estrela arrancaria as suas camadas mais exteriores e algum deste gás acabaria num disco a rodar em torno da anã branca. É este fenómeno que os cientistas pensam estar a ver em torno da WDJ0914+1914: o primeiro planeta a evaporar-se em órbita de uma anã branca.

Combinando dados observacionais com modelos teóricos, a equipa de astrónomos conseguiu obter uma ideia mais clara deste sistema único. A anã branca é pequena e extremamente quente, apresentando uma temperatura de 28.000 graus Celsius (o que corresponde a cinco vezes a temperatura do Sol). O planeta, por sua vez, é gelado e grande — pelo menos duas vezes o tamanho da estrela. Uma vez que descreve uma órbita muito próxima da estrela, completando uma translação em apenas 10 dias, os fotões de alta energia emitidos pela estrela estão a “soprar” gradualmente a atmosfera planetária. A maior parte do gás escapa, mas algum é puxado — a uma taxa de 3000 toneladas por segundo — para um disco que gira em torno da estrela. É este disco que faz com que o planeta do tipo de Neptuno seja visível, o que não aconteceria doutro modo.

“Esta é a primeira vez que conseguimos medir a quantidade de gases tais como oxigénio e enxofre no disco, o que nos fornece informação sobre a composição de atmosferas de exoplanetas,” diz Odette Toloza da Universidade de Warwick, que desenvolveu um modelo para o disco de gás que circunda a anã branca.

“Esta descoberta abre também uma nova janela no destino final de sistemas planetários,” acrescenta Gänsicke.

As estrelas como o nosso Sol queimam hidrogénio nos seus núcleos durante a maior parte das suas vidas. Quando gastam este combustível, crescem transformando-se em gigantes vermelhas, tornando-se centenas de vezes maiores e “engolindo” os planetas mais próximos. No caso do Sistema Solar, estes planetas incluirão Mercúrio, Vénus e a Terra, os quais serão consumidos pelo Sol em fase de gigante vermelha dentro de cerca de 5 mil milhões de anos. Eventualmente, o Sol perderá as suas camadas mais exteriores, sobrando apenas um núcleo gasto e consumido, uma anã branca. Tais restos estelares podem ainda acolher planetas e pensa-se que existam muitos destes sistemas estelares na nossa Galáxia. No entanto, até agora os cientistas nunca tinham descoberto evidências de um planeta gigante sobrevivente em torno de uma anã branca. A detecção de um exoplaneta em órbita de WDJ0914+1914, situada a cerca de 1500 anos-luz de distância da Terra na direcção da constelação de Caranguejo, pode bem ser a primeira de muitas detecções deste tipo de sistemas.

De acordo com os investigadores, o exoplaneta agora descoberto, graças ao X-shooter do ESO, orbita a anã branca a uma distância de apenas 10 milhões de km, ou 15 vezes o raio do Sol, o que teria correspondido ainda ao interior da gigante vermelha. A localização invulgar do planeta sugere que a determinada altura após a estrela se ter transformado em anã branca, o planeta se deslocou para mais perto desta. Os astrónomos pensam que esta nova órbita poderá ter sido o resultado de interacções gravitacionais com outros planetas no sistema, o que significa que mais do que um planeta pode ter sobrevivido à violenta transição da sua estrela hospedeira.

“Até há pouco tempo, muito poucos astrónomos paravam para ponderar o destino dos planetas em órbita de estrelas moribundas. A descoberta de um planeta em órbita muito próxima de um núcleo estelar consumido demonstra que o Universo desafia constantemente as nossas mentes a progredir para além de ideias estabelecidas,” conclui Gänsicke.

Astronomia On-line
6 de Dezembro de 2019