Cometa interestelar revela água deuterada em concentração 40 vezes maior que oceanos terrestres

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nucleo 3i atlas Foto: nucleo 3i atlas - Astronomy Vibes

Astrônomos descobriram uma composição extraordinária no cometa interestelar 3I/ATLAS ao analisar dados coletados pelo radiotelescópio ALMA no Chile. A pesquisa, divulgada em 23 de abril na revista Nature Astronomy, identificou água deuterada em concentrações nunca antes registradas em objetos vindos do espaço interestelar. As observações foram realizadas em novembro, poucos dias após o cometa passar a 203 milhões de quilômetros do Sol, momento em que o gelo sublimava e se tornava detectável.

Primeira detecção de deutério em objeto interestelar

O deutério, isótopo raro do hidrogênio que contém um nêutron adicional, foi identificado pela primeira vez em um objeto interestelar através das medições do ALMA. Quando combinado com oxigênio, forma a água deuterada, também chamada de água semi-pesada ou HDO, aproximadamente duas vezes mais pesada que a água comum. A abundância encontrada no 3I/ATLAS supera em mais de 40 vezes a concentração nos oceanos terrestres e ultrapassa em 30 vezes a quantidade detectada em cometas do sistema solar.

Luis Eduardo Salazar Manzano, autor principal do estudo e candidato a doutorado na Universidade de Michigan, destacou a singularidade dessa descoberta. O enriquecimento em deutério geralmente ocorre quando a água se forma em nuvens moleculares extremamente frias no espaço interestelar, frequentemente durante a época em que sistemas solares ao redor de outras estrelas se originam. As análises indicam que o ambiente de formação do 3I/ATLAS apresentava temperaturas inferiores a 30 Kelvin, equivalentes a menos 243,14 graus Celsius.

Características que revelam a origem do cometa

O cometa interestelar pode ter até 11 bilhões de anos, muito mais antigo que o sistema solar, que se formou há 4,5 bilhões de anos. A água aprisionada em seu interior provavelmente se originou antes de sua estrela hospedeira, mas o 3I/ATLAS nasceu posteriormente a partir de um disco protoplanetário de gás e poeira que girava em torno dessa estrela. Os pesquisadores acreditam que o sistema se formou e permaneceu nas regiões mais externas do disco protoplanetário, preservando sua abundância de água deuterada durante bilhões de anos.

Temperaturas mais elevadas reduziriam a quantidade de deutério através de reações químicas, portanto a localização periférica do cometa foi essencial para manter suas propriedades originais intactas. As novas descobertas concordam com observações anteriores que encontraram alta abundância de dióxido de carbono dentro do cometa. Essa combinação de características é consistente com um objeto que se formou na parte externa de um disco protoplanetário, funcionando cada molécula detectada como uma impressão digital cósmica.

Cápsulas do tempo do universo primitivo

Os objetos interestelares funcionam como cápsulas do tempo que trazem material dos ambientes onde outros sistemas planetários se formaram. As medições do 3I/ATLAS permitem aos cientistas observar as condições físicas onde esses objetos se originaram. A presença de deutério revela com o que o cometa nasceu essencialmente, bem como como era a Via Láctea há mais de 10 bilhões de anos, quando era menos rica em metais do que é atualmente.

  • Deutério detectado em concentração 40 vezes superior aos oceanos da Terra
  • Primeira identificação desse isótopo em objeto interestelar confirmada
  • Temperaturas de formação inferiores a 30 Kelvin durante a origem
  • Idade estimada do cometa em até 11 bilhões de anos
  • Presença simultânea de água deuterada e dióxido de carbono

À medida que a galáxia envelheceu, os tipos de cometas que ela formou ao longo do tempo mudaram, e isso significa que os tipos de planetas que ela pode formar também se modificaram. Esses cometas interestelares são interessantes não necessariamente pelo que são ou como se parecem, mas por como permitem aos astrônomos olhar para o passado e descobrir se os planetas em outros sistemas se assemelham aos que existem no sistema solar.

Tecnologia e capacidades das observações

O radiotelescópio ALMA foi fundamental para essa descoberta porque consegue apontar para o Sol em um ângulo mais próximo do que telescópios tradicionais. Os radiotelescópios detectam ondas de rádio de baixa energia, em vez de luz visível de alta energia ou calor que podem danificar os componentes ópticos de telescópios como o Telescópio Espacial James Webb. A equipe utilizou o ALMA para estudar o cometa logo após ele se aproximar do Sol, quando o gelo sublimava e se tornava um gás detectável devido ao calor solar, criando as condições ideais para as medições.

Os pesquisadores esperavam detectar água comum, mas ela não foi encontrada no experimento. Isso não significa que o 3I/ATLAS não tivesse água comum, apenas que estava abaixo da sensibilidade das observações. No entanto, a detecção de água deuterada apesar da ausência de água comum indicou imediatamente que o 3I/ATLAS era um objeto verdadeiramente incomum e diferente dos cometas conhecidos do sistema solar.

Futuro das pesquisas com objetos interestelares

É improvável que os astrônomos consigam determinar de qual sistema planetário o 3I/ATLAS veio, pois o corpo celeste continuará se afastando do sistema solar sem deixar rastros que levem diretamente à sua origem. Ainda assim, fornecerá informações valiosas sobre como outros sistemas planetários se formaram e evoluíram. O Observatório Vera C. Rubin, localizado no Chile, divulgou suas primeiras imagens em junho e espera-se que detecte objetos interestelares com mais frequência, permitindo que a comunidade científica determine se o 3I/ATLAS é um caso atípico ou se outros cometas semelhantes contêm enriquecimento similar de deutério.

Luís Henrique Costa é jornalista formado pela FMU, editor-chefe e fundador do Mix Vale, portal de notícias em atividade desde 2013. Responde pela direção editorial do veículo, que cobre Brasil e mundo em economia, benefícios sociais, esportes, tecnologia, ciência e entretenimento. Atua na área há mais de 15 anos e lidera uma equipe de cerca de 15 colaboradores.

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