Quando Oumuamua viajou pelo nosso Sistema Solar em 2017, as pessoas ao redor do mundo perceberam. Foi o primeiro objeto interestelar (ISO) os astrônomos já identificaram.
Então, em agosto de 2019, o cometa 2I Borisov viajou pelo Nosso Sistema Solar, tornando-se o segundo ISO a nos visitar. Juntos, os Isos visitantes desencadearam uma onda de investigação e especulação.
É provável que haja mais ISOs do que apenas esses dois, e um novo estudo sugere que nosso sistema solar provavelmente capturou alguns desses visitantes interestelares, embora eles não permaneçam por muito tempo.
Embora os ISOs sejam raros, o sistema solar é antigo e muitos provavelmente o visitaram antes. Os astrônomos assumem que alguns desses objetos podem ser detectados em órbitas solares.
Este estudo analisa mais de perto a aquisição do ISO e testa a ideia de que alguns ISOs podem ser adquiridos em órbitas baixas da Terra, em vez de órbitas solares. Os pesquisadores por trás do trabalho dizem que pode haver uma população estável de ISOs na órbita baixa da Terra.
“Os objetos interestelares oferecem um mecanismo único para estudar a formação e evolução dos sistemas planetários, incluindo o nosso.”
É extremamente difícil encontrar objetos minúsculos no espaço. As únicas imagens que obtemos de outros sistemas solares são suas estrelas ou imagens fracas de um exoplaneta ou outro. Às vezes, os astrônomos detectam discos de detritos e outras características, mas perdem detalhes.
Portanto, é bom que outros sistemas solares enviem um ou outro emissário involuntário para nós. Estudar esses ISOs é uma maneira de obter informações sobre outros sistemas solares e sua formação e evolução.
Os autores deste artigo dizem que as ISOs fornecem uma oportunidade única para “… estudar a formação e evolução dos sistemas planetários, incluindo o nosso.”
Eles também apontam que é de grande interesse para os astrônomos saber se existem em nosso sistema solar.
“Embora raramente”, eles escrevem, “ISOs de diferentes planetas do sistema solar podem ser capturados em órbitas travadas”.
O papel é “Contatos Imediatos do Tipo Interestelar: Explorando a Presença de Objetos Interestelares na Órbita Terrestre Baixa.“O primeiro autor é Diptajyoti Mukherjee, um estudante de pós-graduação em Astrofísico Computacional do Departamento de Física da Carnegie Mellon University. Os outros autores são Hy Trac, Amir Siraj e Avi Loeb. O artigo ainda não foi revisado por pares.
Investigações recentes mostraram que o próximo Observatório Vera Rubin pode ser encontrado cinco ISOs por ano e que a nuvem de Oort, se existir, pode conter mais ISOs como objetos nativos do sistema solar. Outras pesquisas sugerem que os raios cósmicos podem fazer isso prejudica a maioria dos ISOs nada. Outras publicações mostraram que esse seria o caso de muitos ISOs puxado para Júpiter e destruído.
Mas nenhum deles examinou ISOs especialmente adquiridos em órbitas baixas da Terra.
O estudo é baseado em simulações numéricas, com cada partícula nas simulações representando um ISO potencial em uma trajetória diferente originada fora do sistema solar. As simulações são amplamente baseadas em efeitos de dispersão, onde uma partícula entrante é interferida de diferentes maneiras pela Terra, a Lua, o Sol e Júpiter em diferentes combinações.
A pesquisa inclui seções transversais de espaço e velocidade que resultam em ISOs sendo capturados em órbitas terrestres baixas. Os pesquisadores os chamam de seções transversais de captura e, após uma grande série de simulações de dispersão de N corpos, eles identificaram tendências.
- Esta figura do estudo ilustra algumas das simulações de partículas usadas na pesquisa. Em seu primeiro cenário, o sistema simulado consiste apenas no sol e no sistema terra-lua. Seu objetivo era isolar a ação dos planetas gigantes. (Mukherjee et al. 2023)
Seus resultados mostram que Júpiter massivo desempenha um papel dominante. A seção transversal de detecção Terra-Lua e Júpiter “…domina a detecção de objetos interestelares em órbitas baixas da Terra por um fator de 104 em comparação com a detecção de Terra-Lua.”
- Esta figura da pesquisa compara a eficácia de Júpiter na captura de ISOs em órbitas baixas da Terra com a eficácia da Terra e da Lua. O cálculo é bastante complexo, mas basicamente o eixo x mostra uma velocidade hiperbólica excessiva e, à medida que aumenta, a eficiência de captura diminui. (Mukherjee et al. 2023)
Quando os autores compararam seus resultados com a distribuição real de pequenos corpos conhecidos em nosso sistema solar, surgiu algo notável. Se um ISO fosse capturado, a distância média do sol provavelmente seria superior a 10 UA. Eles apontam que aqui o centauros existir.
Os centauros são pequenos corpos do sistema solar com órbitas instáveis devido às interações com os planetas gigantes. Os ISOs poderiam estar escondidos entre os centauros?
“ISOs escondidos entre os centauros foram estudados por Siraj & Loeb (2019), mas acredita-se que nenhum centauro conhecido tenha uma origem interestelar”, escrevem eles. “No entanto, nosso estudo sugere que uma investigação mais aprofundada pode ser justificada.”
- Esta figura de pesquisa mostra a distribuição de parâmetros orbitais para pequenos corpos conhecidos do Sistema Solar em comparação com os ISOs registrados. O painel esquerdo mostra as unidades astronômicas, o painel do meio mostra a excentricidade orbital e o painel direito mostra a inclinação. (Mukherjee et al. 2023)
É improvável que os ISOs capturados tenham órbitas muito estáveis. Os dados da equipe mostram como os ISOs podem ser detectados em órbitas baixas da Terra, mas procurá-los nessas primeiras órbitas pode ser infrutífero. Isso seria muito fácil, certo? Raramente a natureza revela seus segredos com tanta boa vontade.
“Advertimos ao leitor que esta não é uma representação completa dos ISOs atualmente registrados da Terra e de Júpiter (se existirem). Os ISOs capturados no passado mudarão seus parâmetros orbitais ao longo do tempo devido a interações com outros planetas do sistema solar”, explicam.
A equipe realizou alguns cálculos orbitais de longo prazo em um subconjunto dos ISOs capturados durante um período de até 10 milhões de anos para testar sua sobrevivência. Eles registraram a sobrevivência de objetos em suas órbitas baixas da Terra. Alguns ISOs podem escapar de sua órbita de captura inicial para uma órbita capturada diferente, mas esses ISOs não estão incluídos nesta tentativa.
- Esta figura do estudo mostra a fração de sobrevivência de NEOs interestelares capturados como uma função do tempo de vida em órbitas de NEO ligadas. Ele mostra que apenas 0,1-1 por cento dos objetos capturados em órbitas NEO sobrevivem 10 milhões de anos, o que é significativamente menor do que o tempo de vida dos NEOs conhecidos. (Mukherjee et al. 2023)
Uma vez que um ISO capturado deixa sua órbita terrestre baixa, ele deixa o sistema solar ou assume uma nova órbita com um periélio e semi-eixo maiores. Mas os objetos capturados pela Terra têm uma taxa média de sobrevivência duas a três vezes maior que os capturados por Júpiter.
Se houver ISOs capturados em órbita terrestre baixa, eles não duram muito. ISOs capturados por Júpiter em órbitas baixas da Terra têm uma meia-vida de cerca de 50.000 anos. Os espécimes capturados pela Terra-Lua têm uma meia-vida de cerca de 130.000 anos. Outra visão é que a população de ISOs capturados por Júpiter diminuirá para 10% da proporção original em apenas 800.000 anos. Para os ISOs gravados da Terra e da Lua, são 2,1 milhões de anos.
Mas muitos desses objetos serão extraordinariamente pequenos, nada como Oumaumua ou o cometa Borisov. A população é dominada por ISOs com cerca de 1 metro de diâmetro. Não há como um objeto como Borisov ou Oumuamua ser capturado a menos que o tornemos artificial.
Se alguma vez encontrarmos algum desses ISOs gravados, é por causa de instalações como o Observatório Vera Rubin e seu Visão geral herdada do espaço e do tempo. É uma pesquisa planejada de dez anos do céu do sul, programada para começar algum tempo após sua primeira luz em agosto de 2024.
Ele mapeará repetidamente o céu e encontrará pequenos objetos se movendo pelo sistema solar. Algumas estimativas sugerem que alguns objetos do tamanho de ‘Oumuamua são encontrados a cada ano.
Segundo os autores, pode haver uma população maior de ISOs capturados escondidos entre outros NEOs. Isso mostra a necessidade de examiná-los mais de perto. A melhor forma de estudá-los é conhecer um dos maiores.
os ESAs interceptador de cometa A missão poderia fazê-lo. Citando aviso prévio de um próximo ISO que o Observatório Vera Rubin fornecerá, uma espaçonave robótica pode esperar no ponto Sun-Earth LaGrange 2 até que um ISO adequado seja identificado. Então o interceptador poderia ser enviado para interceptá-lo, observá-lo e coletar uma amostra de sua cauda.
A ESA está trabalhando com a JAXA, a agência espacial japonesa, e planeja lançar o Comet Interceptor em 2029.
“Ao descobrir e estudar objetos interestelares capturados”, dizem os autores, “podemos aprender sobre as propriedades e origens de tais objetos, bem como a formação e evolução de sistemas exoplanetários e até mesmo de nosso sistema solar”.
Este artigo foi originalmente publicado por universo hoje. Ler o item original.
