Corpo de forma estranha foi primeiro objeto interestelar detectado cruzando o Sistema Solar; muito ainda é desconhecido a seu respeito. Poderia ser artificial.
Olá, humanos! Como vão? Seguindo o ritmo de trabalho nos rascunhos engavetados, chegou a vez de um dos assuntos astronômicos mais comentados dos últimos anos: ʻOumuamua, um misterioso corpo do espaço interestelar que passou pela região planetária do Sistema Solar. O anúncio da descoberta repercutiu muito e foi dito um pouco de tudo.
Afinal, o que é? De onde veio? Como foi posto em nossa direção? Para onde vai? Poderá retornar? Quais suas composição e estrutura? De que se alimenta? Como se dá seu ritual de acasalamento? Seria ele a prancha do Surfista Prateado? Sexta, no Globo Repórter.
Vamos começar com o básico. Designado 1I/2017 U1, ‘Oumuamua é o primeiro objeto interestelar a ser detectado passando pelo Sistema Solar. Foi descoberto em 19 de outubro de 2017 por Robert Weryk, astrônomo canadense da Universidade do Havaí, usando o telescópio Pan-STARRS no Observatório de Haleakala, no Havaí. Na ocasião, estava a cerca de 33 milhões de quilômetros – cerca de um quinto da distância média entre a Terra e o Sol (unidade astronômica, UA) e 85 vezes a distância média Terra-Lua – e havia passado pelo seu periélio (ponto mais próximo do Sol) havia 40 dias.
Com dimensões estimadas em 100 – 1.000 × 35 – 167 m, tem o formato básico de um charuto (assim como muitos OVNIs) e uma cor vermelha escura, semelhante a objetos da região externa do Sistema Solar. A tonalidade avermelhada e o brilho instável apresentados por ele são típicos de asteroides.
Acredita-se que ʻOumuamua seja rico em metais de densidade relativamente alta por sua taxa de alongamento e rotação. Suas trajetória e alta velocidade em relação ao Sol eliminam as chances de ter origem no Sistema Solar. Também indicam não pode ser capturado em uma órbita solar e deixará o Sistema, voltando a vagar pelo espaço interestelar. Seu sistema de origem e o tempo gasto viajando entre as estrelas são desconhecidos.
ʻOumuamua Este objeto apresentou um caso único para a União Astronômica Internacional (UAI), que atribui designações para objetos astronômicos. Originalmente classificado como cometa por sua trajetória fortemente hiperbólica, foi designado C/2017 U1 (PANSTARRS). No mesmo dia, o Telescópio Muito Grande (VLT) procurou por sinais de atividade cometária, mas não encontrou indícios de coma – também chamada de cabeleira, a nuvem de gás e poeira que circunda o núcleo do cometa. Assim, ele tornou-se o primeiro caso de cometa reclassificado como asteroide: A/2017 U1.
Uma vez que foi inequivocamente identificado como vindo de fora do Sistema Solar, uma nova designação foi criada: I, para o objeto interestelar. Sendo o primeiro objeto assim identificado, foi então designado 1I, com regras sobre a elegibilidade de objetos para números I, e os nomes a serem atribuídos a esses objetos interestelares, ainda a serem codificados. É possível referir-se a ele como 1I, 1I/2017 U1, 1I/ʻOumuamua, ou 1I/2017 U1 (ʻOumuamua).
O nome vem do havaiano: ʻou significa “estender”, “alcançar”, e mua, duplicado para ênfase, quer dizer “primeiro”, “antes de”. ‘Oumuamua dá a ideia de que o objeto é como um batedor ou mensageiro vindo do passado longínquo. Pode ser traduzido como “primeiro mensageiro distante”. O primeiro caractere não é um apóstrofo, mas um ʻokina havaiano e é pronunciado como uma parada glótica.
O nome foi escolhido pela equipe do Pan-STARRS em consulta com Kaʻiu Kimura e Larry Kimura da Universidade do Havaí em Hilo. Antes do nome oficial ser decidido, sugeriu-se Rama, a espaçonave alienígena descoberta sob circunstâncias similares em Encontro com Rama, romance de ficção científica de 1973 de Arthur C. Clarke. A nave também era incomumente alongada.
Telescópios Observações e conclusões a respeito da trajetória de ʻOumuamua foram obtidas principalmente através do Pan-STARRS1, telescópio parte da Pesquisa de Vigilância Espacial, e do Telescópio Canadá-França-Havaí (CFHT) e sua composição e forma do VLT, o telescópio Gemini Sul, ambos no Chile, e o Keck II, no Havaí.
As informações coletadas por Weryk, Karen Meech e seus colegas foram publicadas na Nature em 20 de novembro. Após o anúncio, os telescópios espaciais Hubble e Spitzer juntaram-se às observações.
ʻOumuamua não foi visto em observações do STEREO HI-1A perto de seu periélio, em 9 de setembro, limitando seu brilho à magnitude ~ 13,5. No final de outubro, ʻOumuamua já tinha diminuído para magnitude aparente ~ 23 e, em meados de dezembro, já era muito fraco e rápido para ser estudado até mesmo pelos maiores telescópios no solo.
O radiotelescópio do Instituto SETI, o Conjunto de Telescópios Allen (ATA), examinou ʻOumuamua, mas não detectou emissões de rádio incomuns. Posteriormente, observações mais detalhadas em busca de sinais de banda estreita foram feitas com equipamentos do Projeto Escuta Inovadora e o Telescópio Green Bank, mas nada foi encontrado. Dada a proximidade, limites foram colocados para transmissores putativos com a potência extremamente baixa de 0,08 watts.
Hipérbole ʻOumuamua parece ter vindo, aproximadamente, da direção de Vega, na constelação de Lira. Outro ponto que remete à ficção científica: no romance Contato, de Carl Sagan, publicado em 1985 e lançado nas telonas em 1997, é dessa estrela que provém sinais de rádio captados por radioastrônomos e identificados como de uma civilização inteligente. A direção de entrada de ʻOumuamua é de 6° a partir do ápice solar, a direção do movimento do Sol em relação às estrelas locais – a direção mais provável para aproximações de objetos fora do Sistema Solar.
Em 26 de outubro, foram identificadas duas observações da Pesquisa Celeste Catalina Sky anteriores à descoberta: ele fora registrado em 14 e 17 de outubro. Um arco de observação de duas semanas verificou uma trajetória altamente hiperbólica. A velocidade hiperbólica de excesso (velocidade no infinito) é de 26,33 km/s (94.800 km/h) – sua velocidade em relação ao Sol quando no espaço interestelar.
Em meados de novembro, não havia dúvidas de que era interestelar. Com base em observações de 34 dias, a excentricidade orbital de ʻOumuamua é de 1,2, a mais alta já observada. Uma excentricidade superior a 1 significa que um objeto excede a velocidade de escape do Sol: não estará ligado ao Sistema Solar e poderá escapar para o espaço interestelar.
Uma excentricidade um pouco acima de 1 pode ser obtida por encontros com planetas, como aconteceu com o cometa Bowell, o recordista anterior. O cometa C/1980 E1 (Bowell) tinha uma órbita de 7,1 milhões de anos que o levava a 1,17 anos-luz do Sol. Em 9 de dezembro de 1980, aproximando-se de seu periélio, chegou a 0,228 UA de Júpiter – suficiente para acelerá-lo a ponto de ter a excentricidade 1,066. No periélio, em 12 de março de 1982, estava a 23,3 km/s em relação ao Sol. O cometa seguiu seu caminho para fora do Sistema Solar.
A excentricidade de ʻOumuamua é tão alta que não poderia ter sido obtida através de um encontro com qualquer um dos planetas do Sistema Solar. Até mesmo planetas não descobertos no Sistema Solar, se houver algum, não poderiam explicar sua trajetória ou aumentar sua velocidade para o valor observado. Por estas razões, ʻOumuamua só pode ser de origem interestelar.
ʻOumuamua entrou no Sistema Solar no norte do plano da eclíptica e passou para o sul em 6 de setembro. A gravidade do Sol fez com que acelerasse até atingir sua velocidade máxima de 87,71 km/s (315.800 km/h) no periélio, em 9 de setembro, a 0,255 UA (38,1 mi km) do Sol, cerca de 17% mais próximo que o periélio de Mercúrio. Em 14 de outubro, ʻOumuamua passou pela órbita da Terra, a aproximadamente 0,1616 UA (24,18 mi km) do planeta. Retornou ao norte da eclíptica em 16 de outubro e passou a órbita de Marte em 1º de novembro e a de Júpiter em maio de 2018.
O visitante apressado agora se afasta em direção a Pégaso, a 66° da direção de sua aproximação. Neste mês, passou a órbita de Saturno. Alcançará a de Netuno em 2022. Saindo do Sistema, estará, aproximadamente, na ascensão reta 23h51m e na declinação +24°45′. Ele continuará a desacelerar até atingir 26,33 km/s em relação ao Sol – a mesma velocidade que tinha antes de se aproximar. ʻOumuamua levará uns 20 mil anos para deixar completamente o Sistema.
Em 27 de junho de 2018, astrônomos relataram uma aceleração não gravitacional da trajetória. E aqui a coisa fica particularmente interessante.
Uma especulação inicial quanto à causa dessa aceleração envolvia emissões de gases cometárias, que ocorrem quando o corpo se aproxima do Sol e seu gelo transforma-se em gás, que é ejetado com poeira e pequenos detritos. No entanto, várias objeções foram levantadas quanto a essa possibilidade. Nenhuma cauda de gases foi observada. Além disso, se ʻOumuamua fosse um cometa, a descarga de gás deveria ter causado um aumento no torque rotacional suficiente para parti-lo.
Mais adiante, veremos que foi sugerido que a aceleração foi condizente com a pressão da luz solar sobre velas solares.
A trajetória inesperada do asteroide interestelar ʻOumuamua (APOD / YouTube)
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Interestelar Contabilizando o movimento apropriado de Vega, ʻOumuamua levaria cerca de 600.000 anos para alcançar o Sistema Solar a partir da estrela. Mas, como está próxima, Vega não estava na mesma parte do céu naquela época.
Astrônomos calculam que, há cem anos, o objeto estava a 561 ± 0,6 UA (83,9 ± 0,09 bi km) do Sol e viajava a 26,33 km/s em relação a ele. Tal velocidade interestelar é muito próxima à do movimento médio do material na Via Láctea na vizinhança do Sol, o sistema local de repouso (LSR), e especialmente próximo à do movimento médio de um grupo relativamente próximo de anãs vermelhas.
Este perfil de velocidade também indica uma origem extra-solar, mas parece excluir as dúzias de estrelas mais próximas. De fato, a forte correlação entre a velocidade de ʻOumuamua e o LSR pode significar que ele circulou a Via Láctea várias vezes, podendo ter se originado de uma região totalmente diferente da galáxia.
Não se sabe quanto tempo o objeto esteve viajando entre as estrelas. O Sistema Solar é provavelmente o primeiro sistema estelar do qual ʻOumuamua se aproximou desde que foi ejetado de seu sistema natal, potencialmente há vários bilhões de anos.
Tem sido especulado que o objeto pode ter sido ejetado de um sistema estelar em uma das associações cinemáticas locais de estrelas jovens (especificamente, Carina ou Columba) dentro de uma faixa de cerca de 100 parsecs, há cerca de 45 milhões de anos. Agora, no céu, as associações Carina e Columba estão muito longe da constelação de Lira.
Também especula-se que foi ejetado de um sistema de uma anã branca e que seus voláteis foram perdidos quando sua estrela-mãe se tornou uma gigante vermelha.
Cerca de 1,3 milhões de anos atrás, o objeto pode ter passado a 0,16 parsecs (0,52 anos-luz) da estrela TYC 4742-1027-1, mas sua velocidade é muito alta para ter se originado daquele sistema e provavelmente só passou pela nuvem Oort do sistema a 103 km/s (370.000 km/h).
Um estudo de agosto de 2018 usando o Gaia Data Release 2 atualizou as possíveis aproximações passadas e identificou quatro estrelas das quais ʻOumuamua passou relativamente perto e em velocidades moderadamente baixas nos últimos milhões de anos. O estudo também identificou futuros encontros próximos. No mês seguinte, astrônomos listaram vários sistemas dos quais o objeto pode ter vindo.
Cometa? A falta de coma limita a quantidade de gelo superficial a alguns metros quadrados e quaisquer voláteis (se existirem) devem estar abaixo de uma crosta de, no mínimo, meio metro. Também indica que o objeto deve ter se formado dentro da linha de congelamento de seu sistema estelar ou ter estado na região interna do por tempo suficiente para que todo o gelo da superfície próxima sublimasse. (É o caso dos damocloides, corpos com órbitas excêntricas típicas de cometas periódicos, como Halley, mas que não demonstram atividade cometária, como cauda e coma.)
É difícil dizer qual cenário é mais provável devido à natureza caótica da dinâmica de pequenos corpos, mas, se ʻOumuamua se formou de maneira semelhante aos objetos do Sistema Solar, seu espectro indica que o último cenário é verdadeiro. Qualquer atividade meteórica de ʻOumuamua deveria ocorrer em 18 de outubro de 2017, vindo da constelação de Sextante, mas tal atividade foi detectada.
De acordo com uma hipótese, ʻOumuamua poderia ser um fragmento de um planeta rompido por maré. Se for verdade, isso faria dele um objeto raro, de um tipo muito menos abundante do que a maioria dos asteroides e cometas extra-solares (“bolas de neve e poeira”).
Os espectros registrados pelo Telescópio William Herschel, de 4,2 m, nas Ilhas Canárias, em 25 de outubro de 2017 mostraram que o objeto não possui características marcantes e é avermelho como os objetos do Cinturão de Kuiper. Os espectros obtidos pelo Telescópio Hale mostraram uma cor menos vermelha que lembrava os núcleos de cometas ou asteroides Troianos. Seu espectro é semelhante ao dos asteroides tipo D, que acredita-se serem compostos de silicatos ricos em orgânicos, silicatos de carbono e anidro, possivelmente com gelo de água em seus interiores.
Observações de curva de luz sugerem que o asteroide pode ser composto por rochas densas e ricas em metais que foram ruborizadas por milhões de anos de exposição a raios cósmicos. Acredita-se que sua superfície contenha tolinas, compostos orgânicos irradiados mais comuns em objetos do Sistema Solar externo e que podem ajudar a determinar a idade da superfície.
Essa possibilidade é inferida a partir da caracterização espectroscópica e sua cor escura e avermelhada e dos efeitos esperados da radiação interestelar. Apesar da ausência de coma em sua aproximação do Sol, ele ainda pode conter gelo sob uma camada isolante produzida pela exposição a longo prazo a raios cósmicos.
Curvas de luz ʻOumuamua está girando em torno de um eixo não principal e isso é responsável pelos vários períodos de rotação relatados, como 8,10 horas, (± 0,42 horas) (± 0,02 horas) com uma amplitude de curva de luz de magnitudes de 1,5 a 2,1. O estudo da equipe de Meech relatou um período de rotação de 7,3 horas e uma amplitude de curva luminosa de 2,5 magnitudes. Muito provavelmente, ʻOumuamua foi posto nesta rotação por uma colisão em seu sistema de origem e permaneceu assim porque a escala de tempo para dissipação deste movimento é muito longa – pelo menos um bilhão de anos.
As grandes variações nas curvas de luz indicam que ʻOumuamua pode ser muito alongado, comparável a ou mais que os objetos mais alongados do Sistema Solar, ou extremamente plano, um planetoide achatado ou em forma de panqueca. No entanto, o tamanho e a forma não foram observados diretamente, já que ʻOumuamua aparece apenas como uma fonte pontual de luz, mesmo para os telescópios mais poderosos.
Nem o albedo nem a forma do elipsoide triaxial são precisamente conhecidos. Em forma de charuto, a relação do eixo mais longo para o menor poderia ser de 5:1 ou maior. Assumindo um albedo de 10% (típico para os asteroides do tipo D) e uma razão de 6:1, ʻOumuamua tem dimensões de aproximadamente 100 – 1.000 × 35 – 167 × 35 – 167 m, com um diâmetro médio por volta de 110 m.
Segundo o astrônomo inglês David Jewitt, da Universidade da Califórnia em Los Angeles, conhecido pela descoberta do primeiro corpo além de Plutão no Cinturão de Kuiper, o objeto é fisicamente normal, exceto por sua forma altamente alongada. O JPL News mencionou que ele teria até 400 m de comprimento, sendo talvez 10 vezes mais comprido do que largo.
Um artigo publicado em 16 de novembro de 2017 no The Astrophysical Journal, sugeriu que também poderia ser um binário de contato, embora isso possa não ser compatível com sua rápida rotação.
A nave Em dezembro de 2017, Avi Loeb, chefe do Departamento de Astronomia da Universidade de Harvard e presidente do Comitê de Assessoria do Projeto Escuta Inovadora, citou a forma incomumente alongada de ʻOumuamua como uma das razões pelas quais o Telescópio Green Bank, na Virgínia Ocidental (EUA), procuraria por emissões de rádio dele.
Ainda havia esperança de encontrar alguma indicação de que fosse artificial, embora observações limitadas anteriores por outros radiotelescópios, como o ATA, não tivessem produzido tais resultados.
Em 13 de dezembro, o Green Bank observou-o por seis horas em quatro bandas de radiofrequência. Nenhum sinal de rádio foi detectado nesta faixa de varredura muito limitada, mas as observações ainda estão em andamento.
Na tentativa de explicar a aceleração não gravitacional de ʻOumuamua, Loeb e Shmuel Bialy, seu postdoc, apresentaram em 26 de outubro de 2018 um paper explorando a possibilidade de ʻOumuamua ser uma vela solar artificial fina acelerada pela pressão da radiação solar.
Outros rebateram afirmando que a evidência disponível é insuficiente para considerar tal premissa e que uma vela solar com a rotação de ʻOumuamua não seria capaz de acelerar. Em resposta, Loeb escreveu um artigo detalhando seis propriedades anômalas de ʻOumuamua reforçando sua proposta publicado pela Scientific American menos de um mês depois da proposição inicial
Um relatório subsequente sobre as observações feitas pelo Telescópio Espacial Spitzer estabeleceu um limite apertado para a emissões de gases cometárias de qualquer molécula baseada em carbono e indicou que ʻOumuamua é, pelo menos, dez vezes mais brilhante que um cometa típico.
Criteriosa e resumidamente, é isso o que podemos falar sobre ʻOumuamua ser ou não um objeto artificial alienígena. Desde o anúncio da descoberta, tenho encontrado muita bobagem pela internet a respeito do assunto, sempre envolvendo teorias de conspiração e deixando de apresentar provas. Prefiro não dedicar muito tempo a tal tipo de coisa por não se tratar de algo comprovado ou se quer de fonte confiável. Além disso, é fácil encontrar conteúdo assim na internet.
Na história que mais chamou minha atenção, ʻOumuamua já era observado por militares muito antes do anúncio da descoberta e houve uma missão tripulada da Força Aérea dos Estados Unidos empregando uma nave com “motores de dobra espacial”. A missão culminou com astronautas encontrando restos mortais de seres alienígenas dentro de ʻOumuamua – que seria uma espécie de nave interestelar há muito abandonada e “saqueada” por inúmeras raças. Enquanto acompanhava o relato, não pude deixar de notar algumas semelhanças com o romance Sombra do Paraíso, de David Goyer e Michael Cassutt, publicado em 2011. Baita de um livro, diga-se de passagem. Fica aí a recomendação.
(Como um fã declarado de ficção científica que até se arrisca a escrever algumas coisas vez ou outra, também não pude deixar de pensar que a história poderia ser uma obra interessante se fosse bem trabalhada. Não que apresente uma situação nova – os romances que mencionei já fizeram isso -, mas eu teria interesse mesmo assim.)
Lira Quanto a missões reais, com a tecnologia atual, passagens próximas e visitas orbitais são desafiadoras por conta das altas velocidades de objetos como ʻOumuamua – mas não são impossíveis. Astrônomos estimam que vários objetos de origem extra-solar passam por dentro da órbita da Terra todos os anos que 10 mil estão passando dentro da órbita de Netuno em qualquer dia. Se a estimativa estiver correta, abre oportunidades futuras para estudos de objetos interestelares.
Em 27 de novembro de 2018, Loeb e Amir Siraj, seu estudante de graduação, propuseram uma busca por objetos semelhantes a ʻOumuamua que ficam retidos no Sistema Solar após perderem energia orbital em uma aproximação de Júpiter. Eles identificaram quatro candidatos que poderiam ser visitados por missões dedicadas: 2011 SP25, 2017 RR2, 2017 SV13 e 2018 TL6. Os autores apontaram que pesquisas futuras devem encontrar muito mais.
Em 30 de outubro de 2017, a Iniciativa para Estudos Interestelares (i4is), uma organização sem fins lucrativos do Reino Unido voltada para pesquisa e educação ligadas aos desafios da viagem interestelar, lançou o Projeto Lira – um estudo de viabilidade de uma missão a ʻOumuamua.
É isso mesmo. Querem que uma sonda alcance o visitante em sua fuga do Sistema Solar. Várias opções foram sugeridas para fazer isso em um prazo de 5 a 10 anos. Diferentes durações de missão e seus requisitos de velocidade foram explorados com relação à data de lançamento, presumindo uma transferência impulsiva direta para a trajetória de interceptação.
A principal ideia baseia-se em fazer uma passagem por Júpiter e outra pelo Sol, a 2,1 mi km (3 raios solares) da estrela, usando a gravidade dos astros para acelerar rumo a seu destino. A nave portaria a tecnologia de blindagem térmica da Sonda Solar Parker para resistir à passagem tão próxima do Sol. Assim, um lançador da classe do Falcon Heavy seria capaz de lançar uma espaçonave de dezenas de kg a ʻOumuamua, se lançada em 2021.
Ideias mais complexas envolvem velas solares e a laser e propulsão elétrica a laser. Inclui-se na lista a tecnologia do projeto Lançamento Estelar Inovador, que destina-se a desenvolver uma frota de pequenas naves a vela para viajar ao sistema Alfa Centauri.
O desafio é chegar ao asteroide em um período de tempo razoável (e, portanto, a uma distância razoável da Terra) e, obviamente, obter informações científicas úteis. Para isso, a espaçonave desaceleraria em ʻOumuamua por conta do retorno científico mínimo de um encontro a alta velocidade. Se a nave for muito rápida, ela não conseguirá entrar em órbita ou pousar no astro e apenas passará por ele.
A história de ʻOumuamua o primeiro visitante de outro sistema estelar, famosa palestra TED de Karen Meech (TED / YouTube)
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Pela barra de busca do BdA, é possível encontrar algumas notícias a respeito do ʻOumuamua que postei aqui. Os romances que mencionei, Encontro com Rama, Contato, e Sombra do Paraíso podem ser encontrados livrarias virtuais e físicas. (Se alguma livraria ou editora estiver interessada, favor entrar em contato como nosso departamento comercial.)
Além de posts como esse, também tenho dedicado certo tempo ao Astronomia na Santa, projeto de divulgação científica na região da minha cidade, Taubaté (SP), preparando material e contatando organizações de educação da cidade. Se você gostaria que fôssemos a alguma escola ou evento na região, mesmo que para apresentar o projeto, basta entrar em contato pelo e-mail astronomianasanta@gmail.com.
Postarei as novidades aqui no BdA e em suas páginas nas redes sociais (além das minhas próprias, claro). Os links estão no cabeçalho do site. Corre lá.
Quero continuar dando vazão aos textos engavetados. Sugestões são sempre bem-acolhidas. Watch the skies!
“Às vezes, para amar alguém, você precisa ser um estranho.”
— Rick Deckard, personagem interpretado por Harrison Ford em Blade Runner 2049, do diretor Dennis Villeneuve
Eduardo Oliveira
editor