É mostrada uma concepção artística de Mors-Somnus, uma dupla binária composta por um par de asteróides gelados ligados pela gravidade. Os pesquisadores da UCF usaram recentemente o Telescópio Espacial James Webb (também representado) para analisar suas composições de superfície pela primeira vez. Crédito: Angela Ramirez, UCF
Pesquisadores estudam o asteróide binário Mors-Somnus no Cinturão de Kuiper usaram o Telescópio Espacial James Webb para reunir dados únicos sobre objetos transnetunianos, oferecendo novos insights sobre a formação de Netuno e a dinâmica do sistema solar exterior.
Um anel de rochas geladas orbitando o nosso Sol, logo além de Netuno, pode nos dar uma ideia de como Netuno — e outros objetos na periferia do nosso sistema solar — foram formados.
Concluiu-se recentemente que Mors-Somnus, uma dupla binária composta por um par de asteróides gelados ligados pela gravidade, se originou no Cinturão de Kuiper, o que significa que pode servir de base para estudar e enriquecer nossa compreensão da história dinâmica de Netuno e celeste. corpos conhecidos como objetos transnetunianos (TNOs).
Estudo inovador com JWST
O estudo promissor, publicado recentemente na revista Astronomia e Astrofísica, marca a primeira vez que isso foi alcançado e serve como um marco significativo para o programa Descobrindo as Composições de Superfície de Objetos Transnetunianos liderado pela UCF – ou DiSCo-TNOs – que faz parte do primeiro ciclo do Telescópio Espacial James Webb (JWST ) muitos programas focados na análise do nosso sistema solar.
Ana Carolina de Souza Feliciano e Noemí Pinilla-Alonso, pós-doutoranda e professora de ciências planetárias no Florida Space Institute da UCF, respectivamente, são co-autoras do estudo e fazem parte da equipe DiSCo que estuda propriedades espectrais únicas de pequenos corpos celestes além de Netuno. dentro do Cinturão de Kuiper.
O que é único neste trabalho é que é possível estudar a composição da superfície de dois componentes do par binário de TNOs de pequeno porte, o que nunca tinha sido feito antes e pode ter implicações na forma como entendemos toda a região além de Netuno.
Novos insights sobre TNOs
De Souza Feliciano liderou este estudo específico como parte do grande programa DiSCo-TNOs de Pinilla-Alonso. A equipe usou as amplas capacidades espectrais do JWST para analisar a composição elementar de meia dúzia de superfícies suspeitas de TNO intimamente relacionadas para confirmar que Mors-Somnus tem muito em comum com seus TNOs vizinhos. Estes TNOs praticamente imperturbados são designados como “clássicos frios” e podem servir como pontos de referência onde Neptuno não os perturbou durante a sua migração.
Juntos, os objetos binários e outros TNOs próximos no mesmo grupo dinâmico podem atuar como um indicador para rastrear potencialmente a migração de Netuno antes de ele se estabelecer em sua órbita final, dizem os pesquisadores.
Binários separados pela distância, como é o caso de Mors-Somnus, raramente sobrevivem fora de áreas limitadas pela gravidade e protegidas por outras manchas de gelo e rocha, como o Cinturão de Kuiper. Para sobreviver à implantação nessas áreas, eles necessitam de um processo lento de transporte até o destino.
Devido ao comportamento espectroscópico semelhante de Mors e Somnus e suas semelhanças com o grupo clássico frio, os pesquisadores encontraram evidências composicionais para a formação deste par binário além de 30 unidades astronômicas (quase 2,7 bilhões de milhas de distância), como também é hipotetizado no literatura publicada anteriormente para a região onde os TNOs clássicos do frio também são formados.
O fluxo constante de descobertas como esta era um tanto esperado, já que os primeiros dados dos estudos DiSCo-TNOs em quase 60 TNOs começaram a chegar já no final de 2022.
“À medida que começamos a analisar os espectros de Mors e Somnus, mais dados foram chegando e a ligação entre os grupos dinâmicos e o comportamento composicional foi natural”, diz de Souza Feliciano.
Mais especificamente, estudar a composição de pequenos corpos celestes como Mors-Somnus nos dá informações preciosas sobre de onde viemos, diz Pinilla-Alonso.
Implicações e pesquisas futuras
“Estamos estudando como a química e a física reais dos TNOs refletem a distribuição de moléculas baseadas em carbono, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio na nuvem que deu origem aos planetas, suas luas e os pequenos corpos”, diz ela. “Essas moléculas também foram a origem da vida e da água na Terra.”
No entanto, ela diz que ainda resta uma grande oportunidade para avançar o nosso conhecimento da história da região Transnetuniana com os poderes espectrais sem precedentes do JWST.
“Pela primeira vez, não podemos apenas resolver imagens de sistemas com múltiplos componentes como o telescópio espacial Hubble, mas também podemos estudar sua composição com um nível de detalhe que só Webb pode fornecer”, diz Pinilla-Alonso. “Agora podemos investigar o processo de formação desses binários como nunca antes.”
Embora Pinilla-Alonso tenha concebido o programa DiSCo-TNOs, ela confia em seus colegas como de Souza Feliciano para decifrar as descobertas e gerar pesquisas valiosas.
“Tenho orgulho de ter desempenhado um papel no fornecimento dos dados e apoio necessários a (Ana) Carol(olina), uma brilhante pesquisadora de pós-doutorado da UCF que tem sido a verdadeira líder deste trabalho”, diz Pinilla-Alonso. “Com o telescópio Webb previsto para durar décadas, esta é uma oportunidade incrível para a próxima geração de investigadores intensificar e liderar os seus projetos científicos.”
Ser um pioneiro em descobertas tão incríveis é realmente emocionante, acrescenta Souza Feliciano.
“Antes do JWST, não havia nenhum instrumento capaz de obter informações desses objetos nessa faixa de comprimento de onda”, diz ela. “Sinto-me feliz por poder participar da era inaugurada pelo JWST.”
Referência: “Espectroscopia do binário TNO Mors – Somnus com o JWST e sua relação com as subpopulações frias clássicas e plutinas observadas no projeto DiSCo-TNO” por AC Souza-Feliciano, BJ Holler, N. Pinilla-Alonso, M. De Prá, R. Brunetto, T. Müller, J. Stansberry, J. Licandro, JP Emery, E. Henault, A. Guilbert-Lepoutre, Y. Pendleton, D. Cruikshank, C. Schambeau, M. Bannister, N. Peixinho , L. McClure, B. Harvison e V. Lorenzi, 23 de janeiro de 2024, Astronomia e Astrofísica.
DOI: 10.1051/0004-6361/202348222
De Souza Feliciano recebeu seu doutorado em astronomia pelo Observatório Nacional do Rio de Janeiro, Brasil, e faz parte do Preeminent Postdoctoral Program da UCF. Trabalha sob a supervisão de Pinilla-Alonso no programa DiSCo-TNOs.
Pinilla-Alonso é professora do Florida Space Institute e ingressou na UCF em 2015. Ela recebeu seu doutorado em astrofísica e ciências planetárias pela Universidad de La Laguna, na Espanha. Pinilla-Alonso também ocupa um cargo conjunto como professor no Departamento de Física da UCF e liderou inúmeras campanhas de observação internacionais em apoio a NASA missões como New Horizons, OSIRIS-ReX e Lucy.
