Átomos de metal foram surpreendentemente descobertos na atmosfera gelada do primeiro cometa interestelar conhecido a visitar nosso sistema solar, descobriu um novo estudo.

Esta imagem do cometa C/2016R2 (PANSTARRS) foi capturada do telescópio SPECULOOS do ESO no Observatório do Paranal no Chile. Crédito da imagem: ESO/SPECULOOS Team / E. Jehin

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Os astrônomos também detectaram metal nos halos frios ao redor dos cometas locais do sistema solar, o que sugere que nossos cometas do sistema solar e o visitante interestelar podem ter origens semelhantes, acrescentam os pesquisadores.

Os cometas, que são feitos de poeira e gelo que sobraram da formação planetária, podem fornecer pistas importantes para a química dos primeiros sistemas planetários. Os cientistas costumam deduzir a composição dos cometas examinando as nuvens de gás e poeira conhecidas como comas que circundam o coração dos cometas.

Os cientistas normalmente não detectam metais como o níquel no coma dos cometas, uma vez que suas superfícies geralmente são muito frias para que o metal vaporize. As exceções a essa regra são os cometas passando perto ou mergulhando no sol, quando as temperaturas podem facilmente exceder os 800 graus Fahrenheit (425 graus Celsius) necessários para a formação do vapor de níquel.

Agora os cientistas detectaram átomos de níquel na coma do primeiro cometa interestelar conhecido, 2I/Borisov. Descoberto pela primeira vez em 2019, sua velocidade e trajetória revelaram que era um cometa intrujão do espaço interestelar, tornando-o o primeiro cometa interestelar conhecido e o segundo visitante interestelar conhecido depois da rocha em forma de panqueca 1I/'Oumuamua.

A descoberta foi inesperada, quando os astrônomos viram esses átomos de níquel pela primeira vez em janeiro usando o Very Large Telescope no Chile, 2I/Borisov estava longe do sol, com uma temperatura estimada de menos 135 graus F (menos 93 graus C). Eles detalharam suas descobertas na edição de 20 de maio da revista Nature.

A detecção dos metais pesados ??ferro (Fe) e níquel (Ni) na atmosfera difusa de um cometa são ilustrados aqui usando o espectro de luz do cometa C/2016 R2 (PANSTARRS) sobreposto a uma imagem real do cometa tirada com o Telescópio SPECULOOS. Os picos brancos no espectro representam elementos diferentes, com os do ferro e do níquel indicados por traços azuis e laranja, respectivamente.  Crédito da imagem: ESO / L. Calçada / SPECULOOS Team / E. Jehin, Manfroid et al.

Em um estudo independente também publicado na edição de 20 de maio da Nature, os astrônomos descobriram níquel e ferro gasosos no coma frio de cerca de 20 cometas do sistema solar de muitos tipos diferentes. Os comprimentos de onda de luz desses metais que detectaram usando o Very Large Telescope estavam ocultos à vista de todos, misturados entre o espectro de luz de outras moléculas no coma. 

A quantidade de ferro e níquel que esses cometas liberaram foi pequena, apenas cerca de 1 grama por segundo, em comparação com cerca de 220 libras. (100 quilogramas) de água por segundo que os cometas produziram. Coincidentemente, a quantidade de níquel que cada um desses cometas produzia por segundo era quase exatamente o conteúdo de níquel de uma moeda de cinco centavos dos Estados Unidos, ou níquel.

"Normalmente há 10 vezes mais ferro do que níquel, e nessas atmosferas de cometas encontramos a mesma quantidade para os dois elementos", disse Damien Hutsemékers, pesquisador da Universidade de Liège e coautor do estudo, em um comunicado. "Chegamos à conclusão de que eles podem vir de um tipo especial de material na superfície do núcleo do cometa, sublimando a uma temperatura bastante baixa e liberando ferro e níquel nas mesmas proporções."

A detecção de níquel (Ni) na atmosfera difusa do cometa interestelar 2I/Borisov é ilustrada aqui, com o espectro de luz do cometa no canto inferior direito sobreposto a uma imagem real do cometa tirada com o Very Large Telescope do ESO em 2019 As linhas de níquel são indicadas por traços laranja. Crédito da imagem: ESO / L. Calçada / O. Hainaut, P. Guzik e M. Drahus

Quanto ao motivo dos astrônomos negligenciarem os átomos de metal nessas atmosferas cometárias, embora os espectros de luz de muitos deles fossem visíveis nos últimos 20 anos", provavelmente, até agora, nenhum dos observadores que viram essas assinaturas espectrais de níquel ou ferro poderia sequer imaginar que metais gasosos possam estar presentes em um ambiente tão frio e não sejam identificados", disse Piotr Guzik, astrônomo da Universidade Jagiellonian em Cracóvia, Polônia, coautor do estudo sobre 2I/Borisov.

Ainda não se sabe como todos esses cometas podem gerar metal em temperaturas tão baixas. Uma possibilidade é que a forte luz ultravioleta do sol possa quebrar as moléculas que contêm níquel nos cometas.

Em suma, "o fato de que mesmo um constituinte menor como o níquel está presente tanto na coma do cometa interestelar Borisov quanto nos cometas observados no sistema solar sugere condições semelhantes na hora e local de seu nascimento", disse Guzik.

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Referência:  

CHOI, Charles Q.. Metals found in the atmospheres of comets in and beyond our solar system surprise scientists. Phys Org, 20, mai. 2021. Disponível em: < https://www.space.com/metals-detected-in-comet-atmospheres >. Acesso em: 26, mai. 2021.