Traduzido por Julio Batista
Original de Evan Gough para o Universe Today
Quando Oumuamua viajou pelo nosso Sistema Solar em 2017, pessoas de todo o mundo prestaram atenção. Foi o primeiro objeto interestelar (OIEs) que os astrônomos já identificaram.
Então, em agosto de 2019, o cometa 2I Borisov viajou pelo nosso Sistema Solar, tornando-se o segundo OIE a cruzar nosso espaço para uma visita. Juntos, os OIEs visitantes geraram uma onda de questionamentos e especulações.
É provável que haja mais OIEs do que apenas esses dois, e um novo estudo diz que nosso Sistema Solar provavelmente capturou alguns desses visitantes interestelares, embora eles não permaneçam aqui por muito tempo.
Embora os OIEs sejam raros, o Sistema Solar é antigo e muitos provavelmente o visitaram. Os astrônomos acham que alguns desses objetos podem ser capturados em órbitas solares.
Este estudo analisa mais de perto a captura de OIEs e testa a ideia de que alguns OIEs podem ser capturados em órbitas próximas à Terra, em vez de órbitas solares. Os pesquisadores por trás do estudo dizem que pode haver uma população estável de OIEs na órbita próxima à Terra.
“Objetos interestelares apresentam um mecanismo único para investigar a formação e evolução de sistemas planetários, incluindo o nosso.”
Encontrar objetos minúsculos no espaço é extremamente difícil. As únicas imagens que obtemos de outros sistemas solares são de suas estrelas ou imagens fracas de um estranho exoplaneta. Às vezes, os astrônomos detectam discos de detritos e outras características, mas os mínimos detalhes não são visíveis.
Portanto, é bom que outros sistemas solares enviem um estranho emissário involuntário em nossa direção. Estudar esses OIEs é uma maneira de obter informações sobre outros sistemas solares e como eles se formam e evoluem.
Os autores deste paper dizem que as OIEs fornecem uma oportunidade única para “…investigar a formação e evolução dos sistemas planetários, incluindo o nosso.”
Eles também apontam que se algum deles está em nosso Sistema Solar agora então ele seria um grande ponto de interesse para os astrônomos.
“Embora raros”, escreveram eles, “OIEs podem ser capturados em órbitas limitadas por diferentes planetas do Sistema Solar”.
O paper se chama “Close Encounters of the Interstellar Kind: Exploring the Presence of Interstellar Objects in Near Earth Orbit” (Contatos Imediatos do Tipo Interestelar: Explorando a Presença de Objetos Interestelares na Órbita da Terra Próxima, na tradução livre). Os outros autores são Hy Trac, Amir Siraj e Avi Loeb. O paper ainda não foi revisado por pares.
Pesquisas recentes nos mostraram que o próximo Observatório Vera Rubin pode encontrar até cinco OIEs por ano e que a Nuvem de Oort, se existir, pode conter mais OIEs do que objetos nativos do Sistema Solar. Outras pesquisas sugerem que os raios cósmicos podem reduzir a maioria dos OIEs ao pó. Outros papers mostraram que muitos OIEs seriam puxados para Júpiter e destruídos.
Mas nenhum deles examinou especificamente OIEs capturados em órbitas próximas à Terra.
O estudo é baseado em simulações numéricas, onde cada partícula nas simulações representa um OIE potencial em uma trajetória diferente originada fora do Sistema Solar. As simulações são baseadas em grande parte em efeitos de dispersão, onde uma partícula entrante é interferida de diferentes maneiras pela Terra, a Lua, o Sol e Júpiter, em várias formas combinadas.
A pesquisa envolve seções transversais de espaço e velocidade que resultam em OIEs sendo capturados em órbitas próximas à Terra. Os pesquisadores as chamam de seções transversais de captura e, após um grande conjunto de simulações de dispersão de N-corpos, eles identificaram tendências.
Seus resultados mostram que o massivo Júpiter desempenha um papel dominante. A seção transversal de captura da Terra-Lua e Júpiter “…domina a captura de objetos interestelares em órbitas próximas à Terra por um fator de 104 em comparação com a da Terra-Lua.”
Quando os autores compararam seus resultados com a distribuição real de pequenos corpos conhecidos em nosso Sistema Solar, algo notável apareceu. Se um OIE fosse capturado, provavelmente terminaria com uma distância média do Sol maior que 10 UA. Eles apontam que é aqui onde os centauros existem.
Os centauros são pequenos corpos do Sistema Solar com órbitas instáveis devido às interações com os planetas gigantes. Os OIEs poderiam estar escondidos entre os centauros?
“OIEs escondidos entre os centauros foram examinados por Siraj & Loeb (2019), mas nenhum centauro conhecido é considerado de origem interestelar”, escreveram eles. “No entanto, nosso estudo sugere que um exame mais detalhado pode ser necessário.”
OIEs capturados provavelmente não terão órbitas muito estáveis. Os dados da equipe mostram como os OIEs podem ser capturados em órbitas próximas à Terra, mas procurá-los nessas órbitas iniciais pode ser infrutífero. Isso seria muito fácil, não é? A natureza raramente revela seus segredos tão facilmente.
“Avisamos o leitor de que esta não é uma representação completa dos OIEs capturados atualmente pela Terra e Júpiter (caso existam). Os OIEs capturados no passado evoluirão seus parâmetros orbitais ao longo do tempo devido a interações com outros planetas do Sistema Solar”, explicaram.
A equipe realizou alguns cálculos orbitais de longo prazo para um subconjunto de ISOs capturados até 10 milhões de anos para testar sua sobrevivência. Eles planejaram a sobrevivência de objetos em suas órbitas próximas à Terra. Alguns OIEs podem escapar de sua órbita de captura inicial para outra órbita capturada, mas esses OIEs ficaram fora desse esforço.
Depois que um OIE capturado deixa sua órbita próxima à Terra, ele deixa o Sistema Solar ou assume uma nova órbita com um periélio maior e semi-eixo maior. Mas os objetos capturados pela Terra têm uma taxa média de sobrevivência duas ou três vezes maior do que os capturados por Júpiter.
Se houver OIEs capturados na órbita próxima à Terra, eles não duram muito. OIEs capturados por Júpiter em órbitas próximas à Terra têm uma meia-vida de cerca de 50.000 anos. Os capturados pela Terra-Lua têm uma meia-vida de cerca de 130.000 anos. Outra maneira de ver isso é que a população de OIEs capturados por Júpiter diminui para 10% da fração original em apenas 800.000 anos. Para OIEs capturados da Terra-Lua, são 2,1 milhões de anos.
Mas muitos desses objetos serão extremamente pequenos, nada parecido com Oumaumua ou o cometa Borisov. A população é dominada por OIEs com cerca de 1 metro de diâmetro. Não há como um objeto como Borisov ou Oumuamua ser capturado, a menos que consigamos fazer isso artificialmente.
Se algum dia encontrarmos um desses OIEs capturados, dependeremos de instalações como o Observatório Vera Rubin e seu Legacy Survey of Space and Time. É uma pesquisa planejada de dez anos do céu do sul que deve começar algum tempo após sua primeira ser lançada em agosto de 2024.
Ela fará imagens repetidamente do céu e encontrará pequenos objetos que se movem pelo Sistema Solar. Algumas estimativas dizem que ela encontrará alguns objetos do tamanho de Oumuamua por ano.
Segundo os autores, pode haver uma população mais substancial de OIEs capturados escondidos entre outros OPTs. Isso demonstra a necessidade de estudá-los com mais detalhes. A melhor maneira de estudá-los é sair por aí e conhecer um dos maiores.
A missão Comet Interceptor da ESA poderia fazer isso. Contando com o aviso prévio de um OIE que se aproxima que o Observatório Vera Rubin fornecerá, uma espaçonave robótica pode esperar no Ponto LaGrange 2 do Sol-Terra até que um OIE adequado seja identificado. Então o Interceptor poderia ser enviado para interceptá-lo, observá-lo e coletar uma amostra de sua cauda.
A ESA está em parceria com a JAXA, a Agência Espacial Japonesa, e planeja lançar o Comet Interceptor em 2029.
“Ao detectar e estudar objetos interestelares capturados”, afirmaram os autores, “podemos aprender sobre as propriedades e origens de tais objetos e a formação e evolução de sistemas exoplanetários e até mesmo de nosso Sistema Solar”.
