Pesquisadores do ON/MCTI estudam origem e características de cometa hiperbólico atípico

O estudante de doutorado M.Sc. Marçal Evangelista e o pesquisador Dr. Jorge Carvano do Observatório Nacional (ON), unidade vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI), realizaram importante estudo sobre a caracterização física e dinâmica do cometa atípico de órbita hiperbólica C/2017 U7 (PANSTARRS), observado pela primeira vez em 29 de outubro de 2017.

Os autores realizaram observações do cometa de 2018 a 2019, a partir do telescópio SOAR de 4,1 metros localizado em Cerro Pachón no Chile. Também complementaram o estudo dados de arquivo da campanha Dark Energy Survey (DES), totalizando três anos de observação.

Entre outras coisas, os pesquisadores descobriram a provável origem do cometa e o momento em que foi ejetado do sistema solar. Para isso, eles estudaram a órbita hiperbólica de C/2017 U7.

Imagem do cometa hiperbólico C/2017 U7 (PANSTARRS) obtido com o telescópio SOAR de 4,1 metros em setembro de 2019.

As órbitas dos objetos do Sistema Solar são descritas por sua excentricidade. A maioria têm órbitas elípticas (excentricidades entre 0 e 1), mas há também aqueles com órbitas circulares (excentricidade igual a 0), que mantêm uma distância constante ao Sol. À medida que a excentricidade aumenta, as órbitas ficam mais alongadas e a distância do Sol varia.

Quando a excentricidade é maior que um, a órbita passa a ser uma hipérbole. Objetos deste tipo não estão ligados ao Sol e a maioria vem de fora do Sistema Solar. Contudo, há exceções como o C/2017 U7 que estava inicialmente em órbita muito elíptica e sofreu algum tipo de perturbação, geralmente devido à gravidade dos planetas maiores.

A partir das análises das órbitas, realizadas pelos colaboradores da Universidade Complutense de Madrid, os autores concluíram que, muito provavelmente, o cometa se originou na nuvem de Oort, embora uma origem interestelar não tenha sido descartada.

Além disso, eles constataram que é a alta a probabilidade de que, após a passagem pelo periélio (ponto de aproximação máxima com o Sol), ocorrida em setembro de 2019, a aproximadamente 6,4 unidades astronômicas (960 milhões de quilômetros), o cometa tenha sido ejetado do sistema solar.

Os pesquisadores também realizaram estudo físico do cometa que, como mencionado, é considerado atípico, devido à forma como ele reflete a luz do Sol. É a partir da análise de como a luz do Sol é refletida pelas partículas na superfície de um asteroide ou nas nuvens de poeira em torno de um cometa que se pode estudar a composição e o tamanho dessas partículas.

“Para fazer isso usamos instrumentos que espalham a luz do Sol como um prisma, gerando algo parecido com um arco-íris. O resultado dessa observação são os chamados espectros, que permitem estudar como a luz é refletida nas diversas cores que compõem a luz do Sol. Essas cores são descritas através dos ‘comprimento de onda’”, explicaram os autores.

De acordo com o pesquisador, em geral, quando se estuda espectro de cometas, eles tendem a ser “retos”, com a intensidade da luz aumentando ou diminuindo. Não é comum que esses espectros tenham “bandas”, que é como se chamam as variações mais súbitas na intensidade em alguma cor.

“O cometa C/2017 U7 tem uma banda incomum, e isso pode estar associado a uma composição distinta ou a uma forma peculiar com que os tamanhos da poeira se distribuem na nuvem de poeira em torno do núcleo do cometa.”

Em preto, espectro do cometa obtido através de espectroscopia, e em azul, vermelho e verde, espectros derivados a partir de fotometria, para diferentes distâncias ao núcleo. A banda incomum é visível em todos.

Para compreender melhor a estrutura física do cometa, os pesquisadores fizeram comparações com outras populações de pequenos corpos, tais como cometas, centauros (objetos com órbitas muito alongadas que cruzam as órbitas dos planetas mais distantes que Júpiter) e Objetos Transnetunianos - TNOs (objetos com órbitas além da órbita de Netuno).

“O cometa C/2017 U7 (PANSTARRS) mostrou características distintas dos demais cometas conhecidos, com similaridade com alguns membros dos TNOs e centauros. Além disso, descobrimos que seu diâmetro pode chegar a 45 quilômetros e que sua atividade começou antes do periélio, quando o cometa estava a aproximadamente 7 unidades astronômicas do sol. O principal mecanismo de ativação, ou seja, a causa para o cometa ter iniciado sua atividade, deve ter sido a transição de gelo de água amorfo para cristalino”, concluíram os pesquisadores.

O estudo foi realizado em parceria com pesquisadores da University of Central Florida, nos Estados Unidos, da Universidad Complutense de Madrid, na Espanha, e do Instituto de Astrofísica de Canárias, na Espanha.

A pesquisa resultou no artigo ”Physical and dynamical characterization of hyperbolic comet C/2017 U7 (PANSTARRS) ” que foi publicado na revista Icarus, em 20 de janeiro de 2022.