Imagem composta do objeto binário de contato primordial do Cinturão de Kuiper 2014 MU69 da New Horizons Spacecraft Data. Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI/Roman Tkachenko
Um estudo desafia visões estabelecidas sobre Cinturão de Kuiper Objectos, revelando a sua capacidade de reter gelos voláteis por muito mais tempo do que se pensava anteriormente, oferecendo assim novas perspectivas sobre a evolução dos cometas.
Um artigo publicado recentemente na revista Icaro apresenta descobertas sobre o objeto do Cinturão de Kuiper 486958 Arrokoth, lançando uma nova luz sobre a preservação de substâncias voláteis como o monóxido de carbono (CO) em corpos celestes tão distantes.
Samuel Birch da Brown University e do cientista pesquisador sênior do SETI Institute, Dr. ) – remanescentes do início do nosso sistema solar – ainda poderiam reter os seus gelos voláteis originais, desafiando noções anteriores sobre o caminho evolutivo destas entidades antigas.
A imagem à esquerda foi capturada pela Multicolor Visible Imaging Camera (MVIC), uma parte do instrumento Ralph a bordo da New Horizons. Tirada em 1º de janeiro de 2019, apenas 7 minutos antes de sua maior aproximação, a espaçonave estava a apenas cerca de 6.700 km da superfície. O crédito por esta captura notável vai para a NASA, o Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins e o Southwest Research Institute. A imagem da direita mostra a temperatura média orbital na profundidade sazonal da pele de Arrokoth, calculada com base no método de 2022 de Umurhan et al. A escala está em quilômetros e a orientação da visualização é semelhante à imagem à esquerda, olhando para baixo em direção ao pólo sul. Crédito: NASA, Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins e Southwest Research Institute
Desafiando modelos anteriores
Os modelos anteriores de evolução do KBO precisavam de ajuda para prever o destino dos voláteis nestes objetos frios e distantes. Muitos confiaram em simulações complicadas ou em suposições erradas, subestimando quanto tempo estas substâncias poderiam durar. A nova pesquisa oferece uma abordagem mais simples, porém eficaz, comparando o processo à forma como o gás escapa através de rochas porosas. Isto sugere que KBOs como Arrokoth podem manter os seus gelos voláteis durante milhares de milhões de anos, formando uma espécie de atmosfera subterrânea que retarda ainda mais a perda de gelo.
“Quero enfatizar que o principal é que corrigimos um erro profundo no modelo físico que as pessoas vinham assumindo há décadas para esses objetos muito frios e antigos”, disse Umurhan. “Este estudo pode ser o motor inicial para reavaliar a evolução do interior do cometa e a teoria da atividade.”
Nosso modelo apresenta uma pilha de entulho porosa, composta por uma mistura de CO e gelo refratário amorfo de H2O, com raios de poros específicos 𝑟𝑝. A camada superior, representada em marrom, sofre processamento térmico em apenas uma órbita, resultando na perda de CO (gelo e gás) nesta camada. Abaixo da frente de sublimação 𝑟𝑏, mostrada em azul escuro, o volume original de gelo de CO permanece intacto. Com o tempo, à medida que a frente de sublimação avança para baixo (para a direita no modelo), o gelo de CO incorporado na matriz de gelo H2O amorfa começa a sublimar. O gás produzido, indicado em azul claro, preenche os poros e sobe, afastando-se da frente de sublimação. Crédito: Instituto SETI
Novos insights e explorações futuras
Este estudo desafia as previsões existentes e abre novos caminhos para a compreensão da natureza dos cometas e das suas origens. A presença de tais gelos voláteis em KBOs apoia uma narrativa fascinante destes objetos como “bombas de gelo”, que ativam e exibem comportamento cometário ao alterar a sua órbita mais perto do Sol.
Esta hipótese poderia ajudar a explicar fenómenos como a intensa atividade de explosão do cometa 29P/Schwassmann-Wachmann, potencialmente mudando a compreensão dos cometas.
Como co-investigadores da próxima proposta da missão CAESAR, os investigadores estão a adoptar uma nova abordagem para compreender a evolução e a actividade dos corpos cometários. Este estudo tem implicações para explorações futuras e é um lembrete dos mistérios duradouros do nosso sistema solar, à espera de serem descobertos.
Referência: “Retenção de gelo e gás CO dentro de 486958 Arrokoth” por Samuel PD Birch e Orkan M. Umurhan, 2 de março de 2024, Icaro.
DOI: 10.1016/j.icarus.2024.116027
